Vedações montadas no exterior versus no interior, potência de entrada da bomba e arrefecimento do motor da bomba rotodinâmica
P. Quais são as vantagens das vedações simples montadas na parte externa em comparação com as vedações simples montadas na parte interna?
UMA. As vedações simples têm um conjunto de superfícies de vedação. O lubrificante para as faces da vedação é geralmente o meio bombeado e, portanto, o vazamento normal da vedação escapará para a atmosfera ao redor da vedação, a menos que algum tipo de contenção seja fornecido. As vedações simples podem ser montadas dentro ou fora da câmara de vedação e podem ter molas rotativas ou estacionárias.
A vedação única, montada no interior, é a mais comum na indústria e a mais eficiente em termos de energia quando comparada com outros métodos de vedação, como gaxetas e equipamentos sem vedação. Eles são usados em todas as indústrias em relação aos tipos de fluidos e faixas de propriedades das vedações, velocidade de pressão, diâmetro e temperatura.
As vedações internas simples são montadas dentro da câmara de vedação do equipamento (consulte a Figura 5.2). As vantagens deste projeto incluem:
A vedação pode ser resfriada pelo fluido bombeado em uma câmara sem saída ampliada, por uma descarga de desvio do produto ou por uma descarga externa limpa.
Dependendo do projeto da câmara de vedação, a ação rotativa do conjunto de vedação pode ajudar a manter os detritos longe das faces da vedação.
Com balanceamento hidráulico adequado, a pressão do produto ajuda a manter as faces de vedação fechadas.
O vazamento catastrófico geralmente é evitado durante a falha da vedação. O vazamento pode ser restringido pelos elementos estacionários na glândula.
As vedações internas estão disponíveis em muitos materiais e designs.
Os controles ambientais são facilmente incluídos no projeto.
As forças centrífugas tendem a reduzir o vazamento.
Figura 5.2. Montagem interna, vedação única
Vedações externas simples são montadas externamente à carcaça do equipamento (consulte a Figura 5.3). As vantagens deste projeto incluem:
As vedações montadas externamente podem ser usadas quando o espaço radial ou axial na câmara não for adequado ou o acesso não estiver disponível para a instalação de uma vedação interna.
A instalação pode ser mais fácil do que com uma vedação interna. No entanto, a maioria dos projetos de equipamentos ainda requer alguma desmontagem.
Materiais menos caros podem ser usados, pois muitos componentes podem não ser expostos ao produto bombeado.
A vedação pode ser observada e monitorada quanto ao desgaste da face da vedação.
Os ajustes podem ser feitos sem desmontagem do equipamento.
O selo muitas vezes pode ser recuado para limpeza.
Figura 5.3. Montagem externa, vedação única
Para obter mais informações sobre selos mecânicos, consulte o guia da HI Mechanical Seals for Pumps: Application Guidelines.
Q. Como posso determinar a potência de entrada da bomba para uma bomba alternativa?
UMA. A potência de entrada da bomba pode ser determinada usando dinamômetros de transmissão, dinamômetros de torção, dispositivos de medição de torque do tipo strain gauge, motores calibrados ou outros dispositivos de medição suficientemente precisos.
Quando aplicável, as leituras de potência devem ser feitas ao mesmo tempo em que a vazão é medida. Os métodos de medição de entrada de energia se enquadram em duas categorias gerais:
Aqueles que determinam a potência ou torque real entregue à bomba e são feitos durante o teste usando algum tipo de dinamômetro ou torquímetro
Aqueles que determinam a entrada de energia para o elemento motriz, levando em consideração a eficiência do motorista ao operar em condições específicas
Quando a potência de entrada da bomba é determinada por dinamômetros de transmissão, o dinamômetro descarregado deve ser verificado estaticamente antes do ensaio, medindo a deflexão da leitura da carga para um determinado torque e tomando a leitura da tara na escala do dinamômetro na velocidade nominal com a bomba desconectada. Após o teste, o dinamômetro deve ser verificado novamente para garantir que nenhuma alteração tenha ocorrido. No caso de uma alteração de ± 0,5 por cento da potência no ponto de melhor eficiência (BEP), o teste deve ser executado novamente. Uma medição precisa da velocidade dentro de ± 0,3 por cento é essencial.
O uso de dinamômetros ou motores calibrados é um método aceitável para a medição da potência de entrada da bomba. A calibração do dinamômetro de torção deve ser realizada com os meios indicadores de torção instalados. O indicador deve ser observado com uma série de cargas crescentes e depois com uma série de cargas decrescentes. Ao fazer leituras com cargas crescentes, a carga em nenhum momento deve ser diminuída. Da mesma forma, durante a diminuição das cargas, a carga deve ser baseada na média das cargas crescentes e decrescentes conforme determinado pela calibração. Se a diferença de leituras entre cargas crescentes e decrescentes exceder 1 por cento, o dinamômetro de torção será considerado insatisfatório.
Quando os dispositivos de medição de torque do strain gage são usados para determinar a potência de entrada da bomba, eles devem ser calibrados, com a instrumentação que os acompanha, em intervalos regulares (ver Figura 6.72). Após o teste, a balança de instrumentação de leitura deve ser verificada novamente para garantir que nenhuma mudança apreciável tenha ocorrido. Em caso de alteração de ± 0,5 por cento da potência no BEP, o ensaio deve ser refeito.
Figura 6.72. Conexões do medidor
Motores elétricos calibrados são satisfatórios para determinar a potência de entrada no eixo da bomba. A entrada elétrica para o motor é observada e as observações são multiplicadas pela eficiência do motor para determinar a entrada de energia para o eixo da bomba. Medidores elétricos e transformadores calibrados do tipo laboratório devem ser usados para medir a entrada de energia para todos os motores.
P. Quais métodos são usados para resfriar um motor que aciona uma bomba rotodinâmica?
UMA. Muitos métodos de resfriamento podem ser usados no projeto do motor. Quando o ar de resfriamento é retirado do ambiente circundante, circulado pelos componentes internos e expelido de volta para o ambiente, o método de resfriamento é um circuito aberto. Este tipo de refrigeração só é possível em motores de invólucro aberto.
O resfriamento de circuito fechado envolve um refrigerante interno em um circuito fechado que passa calor para outro refrigerante através da superfície da máquina ou com um trocador de calor. Este tipo de refrigeração está, por definição, associado a máquinas totalmente fechadas porque o refrigerante primário permanece contido dentro do motor.
A maioria dos motores usa ventiladores montados no eixo para circular o ar como refrigerante primário. Uma desvantagem dessa abordagem é que a velocidade na qual o ar de resfriamento circula diminui se a velocidade do motor diminuir. Em algumas aplicações, é necessária uma velocidade constante do ar. Nesses casos, os ventiladores alimentados separadamente são frequentemente empregados para fornecer uma velocidade regular do ar, independentemente da velocidade de rotação do motor. Embora o ar seja o fluido mais comum usado como refrigerante primário e/ou secundário em projetos de motores elétricos, as unidades podem ser construídas usando outros – como refrigerante, hidrogênio, nitrogênio, dióxido de carbono, água e óleo.
As bombas do tipo VS0, com o motor submerso, devem ter um fluxo mínimo de líquido de resfriamento passando pelo motor durante a operação para dissipar o calor adequadamente. Em aplicações como canais abertos com uma velocidade de fluxo relativamente baixa ao redor do motor ou instalações nas quais o fluxo não fluirá naturalmente pelo motor, uma luva de fluxo precisa ser instalada para atrair o fluxo ao redor da carcaça do motor e proteger os componentes internos do motor de superaquecimento. Para aplicações de líquido bombeado a quente, consulte o fabricante da bomba.