Como são produzidas as pressões de entrada e saída da bomba de lóbulos rotativos?

As pressões de entrada e saída de uma bomba de lóbulos rotativos são geradas pelas variações volumétricas cíclicas de suas câmaras de trabalho seladas e pelo deslocamento positivo de fluido pelos lóbulos entrelaçados. Aqui está uma análise detalhada do mecanismo:

1. Estrutura central: a base da geração de pressão

UM bomba de lóbulo rotativo consiste em:

· Dois lóbulos contra-rotativos (rotores em forma de came) com engrenamento preciso.

· Uma carcaça de bomba estacionária que forma uma vedação firme com os lóbulos, criando múltiplas "câmaras de trabalho" fechadas entre os lóbulos e a carcaça.

Essas câmaras de trabalho são essenciais: seu volume se expande e se contrai conforme os lóbulos giram, impulsionando o movimento do fluido e as mudanças de pressão.

2. Pressão de entrada: Pressão negativa devido à expansão do volume

Na entrada (lado de sucção), a pressão é gerada pela expansão das câmaras de trabalho, o que cria uma zona de baixa pressão para aspirar o fluido:

1. À medida que os lóbulos giram, eles se separam na região de entrada, fazendo com que o volume das câmaras de trabalho nessa área aumente rapidamente.

2. De acordo com o princípio do deslocamento volumétrico, o volume em expansão reduz a pressão dentro das câmaras (abaixo da pressão atmosférica ou da pressão do sistema a montante).

3. Essa pressão negativa (sucção) supera a resistência na tubulação de entrada, puxando o fluido para dentro das câmaras até que elas estejam totalmente cheias (quando os lóbulos estão separados ao máximo).

Observação importante: A pressão de entrada é normalmente ligeiramente inferior à pressão atmosférica. Sua magnitude depende da resistência da linha de entrada (por exemplo, comprimento do tubo, curvas, viscosidade do fluido) — uma resistência maior requer uma pressão negativa mais forte para aspirar o fluido com eficácia.

3. Pressão de saída: pressão positiva da contração de volume

Na saída (lado de descarga), a pressão é gerada pela contração das câmaras de trabalho, o que força o fluido para fora sob pressão:

1. À medida que os lóbulos continuam a girar, as câmaras de trabalho preenchidas se movem em direção à saída. Nesse ponto, os lóbulos se reengrenam, fazendo com que o volume da câmara diminua drasticamente.

2. Como os fluidos são quase incompressíveis, a redução do volume comprime o fluido preso, aumentando a pressão dentro das câmaras.

3. Quando os lóbulos se encaixam completamente, as câmaras de trabalho colapsam completamente, forçando o fluido pressurizado para fora da saída, em direção à tubulação de descarga, criando pressão de saída.

Observação importante: A pressão de saída é determinada principalmente pela resistência do sistema a jusante (por exemplo, atrito da tubulação, elevação, contrapressão do equipamento). Uma resistência a jusante maior requer maior pressão para empurrar o fluido, e a bomba mantém essa pressão reduzindo continuamente o volume da câmara.

4. Pressão de sustentação: vedação e operação contínua

Pressões de entrada e saída estáveis dependem de dois fatores críticos:

· Vedação Estanque: Uma folga mínima (tipicamente 0,1–0,5 mm) entre os lóbulos e a carcaça, e entre os próprios lóbulos, evita vazamentos de fluido. Vazamentos (por exemplo, fluido de alta pressão da saída retornando para a entrada) reduziriam os diferenciais de pressão e a eficiência.

· Rotação contínua: a rotação constante dos lóbulos garante ciclos sobrepostos de expansão (sucção) e contração (descarga) da câmara, fornecendo um fluxo constante e mantendo níveis de pressão consistentes (minimizando a pulsação).

Resumo

As pressões em uma bomba de lóbulos rotativos surgem das mudanças volumétricas dinâmicas de suas câmaras de trabalho:

· A pressão de entrada é uma pressão negativa (sucção) criada pela expansão das câmaras, puxando o fluido para dentro.

· A pressão de saída é uma pressão positiva gerada pela contração das câmaras, forçando o fluido para fora.

· Ambas as pressões são equilibradas contra a resistência do sistema (resistência de entrada para sucção, carga a jusante para descarga) e sustentadas por vedação firme e rotação contínua.

Esse mecanismo torna as bombas de lóbulos rotativos ideais para fluidos de alta viscosidade, sensíveis ao cisalhamento ou carregados de sólidos, pois dependem de deslocamento positivo em vez de força centrífuga.