Bomba vs. Tubulação, Parte 3

As partes 1 e 2 desta coluna foram publicadas nas edições de fevereiro e março da Pumps & Systems, respectivamente.

Normalmente, a tubulação de sucção da bomba será pelo menos um tamanho maior que o bocal de sucção da bomba. Bombas paralelas apresentarão requisitos para tamanhos de tubos ainda maiores. Isso é principalmente para acomodar os requisitos de perda por fricção de velocidade e carga de sucção positiva líquida disponível (NPSHa). Uma exceção pode ser uma linha de sucção autoescorvante em que os usuários estão mais preocupados com a quantidade de tempo necessária para escorvar a bomba. Quanto maior a linha de sucção, mais ar a ser evacuado, o que se traduz em tempo adicional em que a bomba opera sem fluxo de líquido. Tempo de escorvamento excessivo não é uma condição desejada, pois a recirculação superaquece o fluido da câmara de escorva e a vedação mecânica pode não ser lubrificada adequadamente ou possivelmente superaquecer, dependendo do projeto individual da bomba.

Existem outros problemas, além do tubo de sucção de tamanho errado, que se traduzem em excesso de fricção e perfis de fluxo de turbilhão desequilibrados. A melhor prática é reduzir ou eliminar a turbulência e os perfis desiguais de velocidade de fluxo. Observe que as bombas de sucção dupla são ainda mais suscetíveis a esses problemas do que outros projetos. Os problemas mais comuns incluem o seguinte:

Um comentário sobre a integridade da tubulação e as conexões (flange) associadas: Observe que elas devem ser herméticas, especialmente em aplicações de elevação. Reconheça que a pressão dentro do tubo estará abaixo da ambiente (pense no vácuo). Só porque o líquido não está vazando, não significa que o ar não possa vazar para dentro do tubo.

Esta seção refere-se especificamente ao lado de sucção da bomba, pois salvaremos as práticas de aumento do tamanho do tubo do lado de descarga para outra coluna. Testemunhei inúmeras, acaloradas e longas discussões/argumentos sobre esse assunto. Vou abordar o assunto brevemente.

Existem dois pontos principais, e então apresentarei uma terceira ideia como uma mudança de paradigma. A primeira é se é adequado ou não usar redutor concêntrico no lado da sucção da bomba, e a segunda é ao usar redutor excêntrico, para que lado deve ficar o lado plano?

Os redutores concêntricos não têm sido usados ​​em grande parte na tubulação de sucção de bombas horizontais, aparentemente devido a preocupações com a entrada de ar e o conseqüente bloqueio do fluxo. Perceba que os bolsões de ar agem como bloqueios e restringem o fluxo, como se uma válvula ou orifício parcialmente fechado fosse colocado na linha. Acredito que os redutores concêntricos são perfeitamente aceitáveis ​​em tubulações verticais, pois a preocupação com o aprisionamento de ar é normalmente anulada pela orientação e geometria, além de ser varrida pela velocidade do fluido. Um tema mais polêmico é a incorporação de redutores concêntricos no plano horizontal na linha de sucção das bombas. Ressaltarei que observei inúmeras aplicações bem-sucedidas de redutores concêntricos na abordagem de sucção da bomba. Os usuários não estão enfrentando problemas com o aprisionamento de ar, embora na maioria dos casos haja uma ventilação manual ou uma válvula automática de liberação de ar (ARV) instalada no caso de ar ou gás precisar ser ventilado.

Essa filosofia de mudança de paradigma com redutores concêntricos horizontais é que a velocidade do líquido no tubo facilita a transportabilidade de qualquer ar e gases não condensáveis. A vantagem adicional da escolha do redutor concêntrico é que o perfil de velocidade do líquido a jusante do redutor é simétrico ao contrário de um redutor excêntrico. Concordo que, hipoteticamente, a velocidade geral do líquido pode transportar (varrer) qualquer ar e gases não condensáveis ​​ao longo do fluxo, em vez de ficar preso na transição. Antes de tomar essa decisão, realize uma análise de dinâmica de fluidos computacional (CFD). Além disso, sugiro evitar o uso de redutores concêntricos em situações onde a bomba está em uma elevação maior do que a fonte de alimentação de sucção e/ou as propriedades do líquido são conhecidas por incluir a entrada de ar, vapores e gases não condensáveis.