A viscosidade do fluido define o problema de bombeamento, e os fluidos finos de baixa viscosidade são o desafio oposto ao dos espessos. Uma bomba de alta viscosidade tem de vencer um fluido que resiste a escoar; uma bomba para fluido fino enfrenta a dificuldade inversa — o fluido escoa tão livremente que escorrega de volta pelas próprias folgas da bomba, faz pouco para lubrificar ou vedar o elemento de bombeamento e, sendo muitas vezes volátil, tende a evaporar-se de repente na aspiração. Os solventes, o LPG e outros gases liquefeitos, os fluidos refrigerantes, os combustíveis leves, os álcoois, o condensado e os químicos de processo finos partilham este perfil: viscosidade aquosa ou mais leve, com frequência baixa lubricidade e com frequência uma alta pressão de vapor. Passe-os por uma bomba padrão e os modos de falha são perda de eficiência por escorregamento, desgaste prematuro por má lubrificação e bloqueio por vapor ou cavitação por evaporação súbita. A contenção é uma questão à parte — quando o fluido é perigoso e não deve escapar, esse é o trabalho de uma bomba sem vazamento — mas mesmo um fluido fino perfeitamente contido ainda tem de ser bombeado com eficiência e sem desgastar a bomba. Esta página explica como as bombas de palhetas e de acionamento magnético da Aulank movem de forma fiável fluidos finos, de baixa viscosidade, de baixa lubricidade e voláteis, e é clara sobre onde um serviço abrasivo ou extremo fica fora da sua gama.
Por que os fluidos finos de baixa viscosidade fazem as bombas padrão falhar
Uma bomba que funciona bem com fluidos aquosos ainda tem de lidar com o que a baixa viscosidade, a baixa lubricidade e a volatilidade lhe fazem. O problema do fluido fino são na verdade vários problemas ao mesmo tempo:
● Escorregamento e perda de eficiência. Uma bomba de engrenagens veda mantendo folgas estreitas entre as engrenagens e a carcaça. Um fluido fino escorrega de volta por essas folgas desde a descarga de alta pressão para a aspiração de baixa pressão, de modo que a eficiência volumétrica cai — e o escorregamento cresce à medida que sobe a pressão diferencial e à medida que as folgas se abrem com o desgaste. Quanto menor a viscosidade, mais a bomba vaza internamente em vez de entregar vazão.
● Má lubrificação e desgaste. Muitos fluidos finos — solventes, LPG, fluidos refrigerantes — têm baixa lubricidade. Uma bomba cujas peças metálicas de folga estreita dependem do fluido para se lubrificar desgasta-se depressa com este tipo de líquido, e o desgaste abre as folgas, o que agrava o escorregamento num ciclo de realimentação.
● Evaporação súbita, bloqueio por vapor e cavitação. Os fluidos finos costumam estar perto do seu ponto de ebulição ou ter uma alta pressão de vapor. Se a pressão de aspiração cair abaixo da pressão de vapor, o líquido evapora-se de repente, e uma bomba centrífuga cavita e erode o seu rotor, enquanto uma bomba que se enche por aspiração pode sofrer bloqueio por vapor e deixar de entregar. Lidar com um fluido volátil significa que a bomba tem de tolerar algum vapor sem perder a escorva.
● Procura de fugas. Um fluido fino encontra a mínima frincha. Passa para além de uma vedação mecânica com muito mais facilidade do que um viscoso, por isso num fluido fino perigoso ou valioso a vedação torna-se ao mesmo tempo uma perda e um problema de segurança — a razão pela qual tantos serviços de fluido fino passam para uma bomba sem vedação.
A abordagem da Aulank: palhetas autocompensadas e contenção sem vedação
A resposta da Aulank aos fluidos finos é escolher o princípio de bombeamento que não depende do fluido para vedar ou lubrificar a bomba, e acrescentar contenção sem vazamento quando o fluido é perigoso:
● As palhetas autocompensadas mantêm a eficiência. Numa bomba de palhetas deslizantes as palhetas saem do rotor e apoiam-se na carcaça, e continuam a apoiar-se nela à medida que se desgastam, de modo que a linha de vedação entre aspiração e descarga se mantém durante a vida da bomba em vez de se abrir como faz uma folga fixa de engrenagens. Por isso uma bomba de palhetas mantém a sua eficiência volumétrica num fluido fino onde uma bomba de engrenagens desgastada escorregaria — a vedação renova-se a si mesma.
● Sem contacto metal com metal. As palhetas apoiam-se na carcaça através de um material de palheta tolerante ao desgaste em vez de metal a raspar metal, de modo que um fluido de baixa lubricidade não destrói a bomba, e a bomba tolera os breves trechos em seco do esvaziamento de linhas entre lotes. A marcha em seco prolongada continua a não ser amiga de uma bomba de palhetas — as palhetas dependem do fluido para arrefecer — por isso um serviço com risco de marcha em seco precisa de proteção de baixo nível em vez de uma bomba deixada a funcionar vazia.
● Tolerância ao vapor. Uma bomba de palhetas transporta um volume fixo por revolução e pode mover um fluido que arraste algum vapor sem perder a escorva, de modo que atravessa a evaporação súbita que bloquearia por vapor ou faria cavitar outras bombas perto do ponto de ebulição de um fluido.
● Fluxo suave e estável face à pressão. A bomba de palhetas dá uma saída de baixa pulsação e, por ser uma bomba de deslocamento positivo, a sua vazão mantém-se quase constante quando a pressão de descarga muda em vez de colapsar como a de uma centrífuga — útil quando um fluido fino tem de ser entregue a um ritmo estável.
● Contenção sem vedação onde é perigoso. Quando o fluido fino é tóxico, inflamável ou de outro modo não deve escapar, a bomba passa a um acionamento magnético — o rotor interno acionado através de uma carcaça de contenção estática sem vedação de veio que possa vazar. Este é o mesmo princípio de zero vazamento por trás das nossas bombas sem vazamento, aplicado à química fina e volátil.
Os limites honestos importam. Uma bomba de palhetas deslizantes não é a ferramenta para fluidos abrasivos ou com sólidos — a areia erode as palhetas e a carcaça, e esse serviço precisa de equipamento construído para a abrasão. Os gases liquefeitos muito frios como o azoto líquido são um serviço criogénico próprio. E onde todo o objetivo é zero emissão fugitiva de um fluido perigoso, a página sem vazamento cobre esse requisito diretamente. A Aulank fornece bombas de palhetas e de acionamento magnético para fluidos finos, de baixa viscosidade, de baixa lubricidade e voláteis em serviços químicos, de combustível e de refrigeração; uma lama abrasiva ou um serviço certificado de gás criogénico exige uma bomba diferente.
Tipos de bombas e princípios de funcionamento
Bomba de palhetas de alta pressão PVP (transferência e circulação de químicos finos)
A bomba de palhetas de alta pressão PVP é a bomba de palhetas deslizantes vedada da Aulank para fluidos químicos de baixa a média viscosidade. A sua zona de vedação de veio está isolada para manter baixo o vazamento, e as palhetas autocompensadas dão-lhe a eficiência volumétrica estável e o fluxo suave que os fluidos finos exigem. A sua vazão reduz-se gradualmente à medida que sobe a pressão de descarga em vez de disparar, o que convém a circuitos hidráulicos e de arrefecimento onde há que evitar uma subida súbita de pressão. É a bomba para um fluido fino que tem de ser transferido ou circulado a pressão média a alta onde a contenção de zero emissões não é o fator decisivo.
Bombas de engrenagens de acionamento magnético MDC-X e MDC-M (fluidos finos perigosos ou voláteis)
Quando o fluido fino é tóxico, corrosivo ou volátil, a contenção vem primeiro, e as bombas de engrenagens de acionamento magnético MDC-X e MDC-M transportam-no sem penetração de veio nem vedação que possa vazar. A série de engrenagens cobre a gama de viscosidade desde solventes químicos finos para cima, e o acoplamento magnético mantém o fluido hermeticamente dentro da carcaça. Quando um fluido fino também tem de ser doseado com precisão, a MDC-M mantém uma precisão de medição da ordem de um por cento, uma vez que o seu deslocamento fixo por revolução mantém a saída estável independentemente da pressão a jusante.
Bombas periféricas e de vórtice para fluidos voláteis perto da ebulição
Um fluido fino que está também perto do seu ponto de ebulição, ou que chega arrastando vapor — um solvente volátil perto do seu ponto de inflamação, condensado retirado de um sistema de vapor — é um caso para uma bomba periférica regenerativa (de vórtice), cuja hidráulica comprime e arrasta uma fração de gás arrastado junto com o líquido em vez de perder a escorva. As bombas magnéticas de vórtice da Aulank cobrem esse serviço; a página de fluidos com gás arrastado e desgaseificação aprofunda os fluidos que arrastam gás.
Onde o bombeamento de baixa viscosidade resolve um problema real
Os fluidos finos, de baixa lubricidade e voláteis percorrem uma ampla faixa das indústrias de processo:
● Transferência e processamento de solventes. Mover acetona, álcoois, cetonas e diluentes — líquidos finos, de baixa lubricidade, muitas vezes voláteis que escorregam e desgastam uma bomba não construída para eles, e que não devem ser perdidos nem contaminados de forma cruzada entre lotes.
● Transferência de LPG e gases liquefeitos. Transferir e encher LPG, propano e gases liquefeitos semelhantes, onde o fluido é fino, não lubrificante e está sob a sua própria pressão de vapor, de modo que se evapora assim que a pressão de aspiração baixa.
● Circulação de fluidos refrigerantes. Fazer circular fluidos refrigerantes e outros fluidos voláteis de transferência de calor, onde se aplicam tanto a baixa lubricidade como a alta pressão de vapor e a bomba tem de tolerar vapor sem parar.
● Combustíveis leves. Lidar com gasóleo, querosene, gasolina e biodiesel — combustíveis de baixa viscosidade onde o escorregamento e a má lubrificação esgotariam uma bomba mal escolhida.
● Químicos de processo finos e dosagem. Transferir, fazer circular ou dosear químicos de processo tão finos como a água onde importa mais um fluxo estável, sem vazamento e medido com precisão do que a vazão bruta.
Adaptação da bomba ao serviço de fluido fino
Como ponto de partida, o carácter do fluido e o requisito de emissões indicam a bomba — incluindo o caso honesto em que o serviço fica fora da gama de uma bomba de palhetas ou de engrenagens:
| Fluido ou serviço | Carácter do fluido | Requisito-chave | Bomba recomendada |
| Transferência / circulação de químicos finos | Baixa viscosidade, pressão média–alta, não crítica em emissões | Vedação auto-renovável, fluxo estável de baixa pulsação | Bomba de palhetas vedada PVP |
| Fluido fino tóxico, corrosivo ou volátil | Baixa viscosidade + requisito de zero emissões | Contenção hermética, sem vedação de veio | MDC-X / MDC-M magnética de engrenagens |
| Dosagem precisa de fluido fino | Baixa viscosidade + precisão de medição | Medição ~1%, vazão independente da pressão | MDC-M magnética de engrenagens |
| Fluido volátil perto da ebulição / condensado | Alta pressão de vapor, vapor arrastado | Manejo de vapor, mantém a escorva | Bomba magnética periférica (de vórtice) |
| Fluido fino abrasivo ou com sólidos | Baixa viscosidade + abrasivos | Resistência à abrasão | Equipamento especializado (fora da gama de palhetas/engrenagens) |
A tabela indica uma primeira escolha; a seleção final depende da viscosidade exata e da sua variação com a temperatura, da pressão de vapor e da altura de aspiração disponível, e de se o fluido tem de ser contido. Para saber como se comparam os dois princípios de deslocamento positivo, veja o nosso guia do princípio de funcionamento das bombas de deslocamento positivo.
Considerações-chave de seleção
Ao especificar uma bomba para um fluido fino, os parâmetros que decidem se funciona com eficiência e dura são:
● Viscosidade e a sua variação com a temperatura. A viscosidade real à temperatura de operação, e quanto baixa à medida que o fluido aquece, uma vez que isso governa o escorregamento e a escolha entre uma bomba de palhetas e uma de engrenagens.
● Lubricidade. Se o fluido lubrifica a bomba de todo — um solvente ou gás liquefeito de baixa lubricidade aponta para uma bomba de palhetas com um material de palheta autolubrificante em vez de um design metal contra metal.
● Pressão de vapor e NPSH. A pressão de vapor do fluido face à pressão de aspiração disponível, que decide se a evaporação súbita e o bloqueio por vapor são um risco e quanta tolerância ao vapor a bomba precisa. Onde a cavitação é a preocupação dominante, o nosso guia de cavitação cobre as margens.
● Contenção. Se o fluido é suficientemente perigoso para exigir um acionamento magnético sem vedação, ou se o vazamento reduzido de uma bomba de palhetas vedada basta para o serviço.
● Pressão e característica de vazão. O ponto de funcionamento, e se convém mais ao sistema uma vazão de deslocamento positivo que se reduz com a pressão ou uma curva centrífuga.
● Temperatura. Se o fluido é um solvente quente ou um refrigerante frio, uma vez que a plataforma da bomba tem de se adequar à temperatura além da viscosidade.
● Abrasivos e marcha em seco. Se o fluido arrasta sólidos, que descartam uma bomba de palhetas, e se o serviço corre o risco de deixar a bomba em seco, o que exige proteção de baixo nível uma vez que nem as bombas de palhetas nem as de engrenagens toleram a marcha em seco prolongada.
Obtenha uma configuração de bomba para fluido fino para o seu processo
Indique-nos o fluido e a sua viscosidade à temperatura de operação, a sua lubricidade e pressão de vapor, a vazão e a pressão de que precisa, e se tem de ser contido, e a nossa equipa de engenharia configurará uma bomba de palhetas ou de acionamento magnético para o serviço — ou dir-lhe-á com clareza quando um fluido abrasivo ou criogénico precisa de uma bomba diferente. As opções de tipo e material abrangem a gama de bombas de deslocamento positivo.
Fale com a nossa equipa: Contactar a Aulank | WhatsApp: +86 13773157367 | E-mail: info@aulankpump.com
Leituras relacionadas: sem vazamento · bomba de alta viscosidade