EMPUXO RADIAL EM BOMBAS CENTRÍFUGAS
Volutas ou caixas caracol são largamente utilizadas em bombas centrífugas para
sistemas diretores, e geralmente são projetadas para receber o fluido e conduzi-los até
a descarga da máquina. Logo após o ponto de início da espiral (denominado lingüeta),
esta vai crescendo uniformemente de maneira a manter constante a velocidade e a
pressão ao captar uma vazão crescente de fluido que sai do rotor à medida que
aumenta a trajetória angular percorrida no traçado da voluta. Esta forma de construção
faz com que se produza um equilíbrio das forças radiais que agem sobre o rotor ao
longo de toda a sua periferia.
Entretanto, estas considerações só são atendidas quando a bomba está trabalhando
no seu ponto nominal, pois se a bomba estiver operando fora dele, surgem
variações na distribuição de pressões ao longo da voluta, dando origem denominado
empuxo radial.
Para vazões inferiores a nominal, tem-se uma força radial atuando contra o quadrante
inicial do traçado da espiral, fazendo um ângulo próximo a 90° com relação ao raio que
passa pela lingüeta da voluta. Quando a vazão é superior a nominal, uma variação
extremamente brusca do sentido da força correspondente ao empuxo radial que sofre
um giro de quase 180°.
Segundo STEPANOFF, o cálculo do empuxo radial pode ser obtido pela seguinte
expressão:
onde:
Fr = Força Radial gerada (lb)
Kq = Fator Carga Radial (Ver no Gráfico)
K = Fator Carga para condições de operação
H = Altura manométrica para as condições de operação (ft)
