Como selecionar o diâmetro do tubo para sistemas de bombas de microengrenagens

Às vezes, os clientes relatam que a vazão da bomba não atende aos requisitos. Nesses casos, Suofu faz uma pergunta: “Qual é o diâmetro interno e o comprimento do tubo de entrada?”

Geralmente, ao projetar sistemas de grande escala, os usuários prestam muita atenção à seleção do diâmetro do tubo. No entanto, este aspecto é frequentemente esquecido em sistemas de microbombas. Além disso, para grandes sistemas de fluxo industrial, existem especificações claras em vários manuais para selecionar o diâmetro apropriado do tubo com base em parâmetros conhecidos como vazão, temperatura e viscosidade. Contudo, estes manuais normalmente não fornecem especificações detalhadas para diâmetros de tubos menores que DN25. Então, como o diâmetro do tubo deve ser selecionado para aplicações com vazões que variam de várias dezenas de mililitros por minuto a várias dezenas de litros por minuto? Aqui está uma breve discussão:

Considerando puramente da perspectiva da velocidade do fluxo de líquido:

I. Diâmetro do tubo de saída (diâmetro interno):

Para o diâmetro da tubulação de saída da bomba, dois pontos principais devem ser considerados:

1. O diâmetro do tubo não deve ser muito pequeno e a velocidade do fluxo não deve ser muito alta, para evitar perdas desnecessárias de resistência ao fluxo.

2. O diâmetro do tubo não precisa ser excessivamente grande, para evitar custos desnecessários na tubulação.

Recomendamos que para líquidos com viscosidade em torno de 1 cP, uma velocidade de fluxo razoável esteja entre 1-3 m/s. Por exemplo, para uma vazão de 5 L/min, a faixa adequada de diâmetro interno do tubo é de aproximadamente 6 mm (correspondendo a 3 m/s) a 10 mm (correspondendo a 1 m/s). Se a viscosidade aumentar, a velocidade de fluxo permitida pode ser reduzida de acordo.

A seleção do diâmetro do tubo de saída deve garantir principalmente a resistência adequada ao fluxo dentro do tubo. O diâmetro do tubo pode ser aumentado adequadamente para tubulações mais longas ou com numerosas curvas e vice-versa. Obviamente, reduzir o diâmetro do tubo de saída aumentará a pressão de saída. O dinheiro economizado em custos de tubulação pode então ser compensado pelo aumento dos custos de aquisição de uma bomba de pressão mais alta e maior consumo operacional de energia do motor, já que o consumo de energia da bomba (W) é proporcional ao produto da vazão (Q) e da pressão (P).

II. Diâmetro do tubo de entrada (diâmetro interno):

Na maioria dos casos (quando a entrada não está pressurizada), a bomba só pode aspirar líquido dependendo da pressão atmosférica. A diferença máxima de pressão entre a extremidade do tubo de entrada e a extremidade de entrada da bomba = 101 kPa - NPSHr - a diferença de altura entre o nível do líquido e a bomba (assumindo que o tanque de líquido está à pressão atmosférica). Por outras palavras, as condições de entrada da bomba são muito mais restritas do que as condições de saída, uma vez que a diferença de pressão teórica máxima é de apenas cerca de uma atmosfera. Portanto, recomendamos que para líquidos com viscosidade em torno de 1 cP, uma velocidade de fluxo razoável dentro da tubulação de entrada esteja entre 0,5 - 1,5 m/s. Por exemplo, para uma vazão de 5 L/min, a faixa adequada de diâmetro interno do tubo é de aproximadamente 8 mm (correspondendo a 1,5 m/s) a 14 mm (correspondendo a 0,5 m/s). Se a viscosidade aumentar, a velocidade de fluxo permitida pode ser reduzida de acordo.

Se manusear líquidos voláteis:

Se o líquido que está sendo transferido for propenso à volatilização, como Freon, um diâmetro excessivamente pequeno do tubo de entrada pode facilmente criar um certo grau de vácuo dentro da tubulação de entrada da bomba. Isto pode exacerbar a vaporização do líquido e, em última análise, impedir o funcionamento adequado do sistema. Nesses casos, o diâmetro interno do tubo deve ser aumentado adequadamente. A bomba deve ser colocada o mais próximo possível do tanque de líquido e o número de curvas, alterações de diâmetro e válvulas na tubulação deve ser minimizado. Também é aconselhável instalar um vacuômetro na tubulação para monitorar o nível de vácuo em tempo real e reduzir a vaporização do líquido.

Aqui está um gráfico para seleção de dutos para sua referência, considerando principalmente a saída.