Como funciona o Sistema Venturi?
Um Sistema Venturi reduz a pressão quando um fluido flui através de uma seção apertada (ou estrangulamento) de uma tubulação. Em 1797, Giovanni Battista Venturi realizou experimentos de fluxo em um tubo em forma de cone e construiu o primeiro medidor de fluxo para tubos fechados chamado “tubo Venturi”. Um vácuo Venturi é criado por uma bomba com ar comprimido passando por ele, mas a bomba não tem partes móveis. O ar comprimido passa através da câmara inicial, depois um portal menor que se abre para outra câmara maior, que é como a primeira.
A pressão estática no primeiro tubo de medição (1) é maior que no segundo (2), e a velocidade do fluido em “1” é menor que em “2”, porque a área da secção transversal em “1” é maior que em “2”.https://en.wikipedia.org/wiki/Venturi_effect
Criar um tubo onde o fluido flui através dele resulta numa pressão mais baixa. Este princípio é contra intuitivo para o senso comum. Porque é que a pressão diminui? Para onde vai o fluido se o caminho é apertado? Quando o fluido começa a fluir, sua velocidade ao redor do orifício na tubulação aumenta significativamente por causa da restrição na seção transversal. Uma ilustração disto é a água que flui através de um tubo. A água é um líquido que não é facilmente comprimido. Quando a água flui através da região apertada de uma tubulação, a água flui mais rapidamente. O mesmo volume de água deve atravessar o mesmo espaço mais rapidamente. Quanto menor for a região de constrição da tubulação, comparada com o raio original, mais rápida é a velocidade do fluido.
Quanto mais rápido o fluido em movimento, menor a pressão (i.e. o princípio de Bernoulie) e quanto maior a velocidade, maior a diferença de pressão diferencial medida. Restrições abruptas geram turbulência severa em um fluido. A adição de um bico adequado para velocidades de fluxo mais elevadas a fluidos com partículas abrasivas reduzirá a turbulência e criará menos perda de pressão. A redução da turbulência é maior com bocais e tubos Venturi onde a restrição é criada por constrições cônicas mais longas na parede do tubo.
NOTE: Quanto maior a seção de exaustão da tubulação, mais forte o efeito de vácuo.
Todos os sistemas Venturi, incluindo manômetros, medidores, bicos, placas de orifício, estrangulamentos e tubos podem ser fornecidos com diferentes diâmetros de restrição para que a perda de pressão e a pressão diferencial gerada possa ser otimizada para as condições e aplicações do processo. “Na dinâmica dos fluidos, a velocidade de um fluido incompressível deve aumentar ao passar por uma constrição de acordo com o princípio da continuidade da massa, enquanto sua pressão estática deve diminuir de acordo com o princípio da conservação da energia mecânica” (Wikipedia, efeito Venturi, Recuperado em 18 de setembro de 2018). Portanto, qualquer ganho de energia cinética e velocidade do fluido à medida que este flui através de uma restrição é compensado por uma pressão de queda.
Nota de interesse: O fluxo de massa de um fluido compressível aumentará com o aumento da pressão a montante, o que aumentará a densidade do fluido através da constrição (embora a velocidade permaneça constante). Este é o princípio de funcionamento de um bico de Laval. O aumento da temperatura da fonte também aumentará a velocidade sônica local, permitindo assim o aumento do fluxo de massa, mas somente se a área do bico também for aumentada para compensar a diminuição da densidade resultante.
O sistema Venturi consiste em:
- Interruptor de Vácuo Venturi ou Anel de Fluxo Nexo Vac
- Mangueira ou tubo
- Mínimo 2,5 CFM @ 90 PSI
O sistema Venturi aumenta a capacidade de sucção de qualquer compressor de ar. Para configurar um Venturi Vacuum, conecte o compressor em uma extremidade, mova o interruptor para o ajuste de vácuo e conecte a outra extremidade em um dispositivo de vácuo.
O componente principal é um tubo Venturi. Como o fluido flui através de um comprimento de tubo de diâmetro variável. Para evitar arrasto aerodinâmico indevido, um tubo Venturi normalmente tem um cone de entrada de 30 graus e um cone de saída de 5 graus. (Wikipedia, Obtido em 18 de setembro de 2018).
Acessórios
- Conexão rápida do bocal de desconexão/conexão
- Aferidores de pressão ou vácuo para monitorar quanto vácuo é criado com o sistema
- Bomba de vácuo para coletar e depois usar o sistema Venturi para mover o material uma distância maior
Vantagens de um Sistema de Vácuo Venturi
As melhores vantagens de um Sistema de Vácuo Venturi é que ele:
- Cria um alto vácuo e um fluxo amplificado para gerar uma forte força de transporte para mover qualquer material com facilidade.
- Reduz os custos de energia com menor consumo de ar e utiliza menos pressão.
- Menos susceptível de contaminar o fluxo de ar por causa do projeto reto, que evita o entupimento.
- Portátil e leve; Configuração simples, mais fácil de fabricar e menos cara de adquirir. Rápida e fácil de montar e se prende à configuração existente. Não possui válvulas e não requer filtros.
- Configurável: Padrão, roscado (NPT ou BSP) ou conexão flangeada
- Disponível em uma ampla variedade de materiais: Alumínio anodizado/anodizado duro, aço inoxidável 304/316L, e Teflon. Construído para durar: os materiais são tratados para garantir longevidade no ciclo de vida do produto
- Excede 2 a 7 vezes as bombas multi-estágio
- Sem risco elétrico ou de explosão
Aplicações do sistema Venturi
Os tubos Venturi são usados em processos onde a perda de pressão permanente não é tolerável e onde a máxima precisão é necessária no caso de líquidos altamente viscosos. Também é utilizado em aplicações onde substituem bombas de vácuo eléctricas:
- Pulverização de gás
- Movendo peças metálicas em ambiente áspero de máquinas:
- Carga de tremonha; Pellets plásticos para moldagem por injecção
- Retirada de aparas
- Operações de enchimento
- Transferência de material
- Jacto de areia
- Gás através de uma linha de transmissão ou lavador: Movimenta material húmido e seco ou fluido através de um tubo
- Transferência de energia: Transporte de solventes e produtos químicos, por exemplo, óleo e gás, vapor
- Converter um compressor de ar padrão em uma máquina de sucção para prender produtos com uma sucção uniforme para prender uma base a uma superfície. A utilização de um compressor de ar como força de aperto também evita a necessidade de furos numa superfície de trabalho.
- Meça a velocidade de um fluido, medindo as mudanças de pressão em diferentes segmentos do dispositivo:
- Measure as pressões de combustível ou combustão em motores a jato ou foguetes
- Measure pequenos e grandes fluxos de água e águas residuais
- Em metrologia (ciência de medição) para bitolas calibradas para pressões diferenciais.
- A aspiradores de água que produzem um vácuo parcial usando a energia cinética da pressão da água da torneira
- Conecte seu saco de vácuo para fazer laminados vacu-formados
- Operações de formação de vácuo para aplicações industriais eficientes
- Atomizadores que dispersam perfume ou tinta spray (i.e. de uma pistola de pulverização).
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ProdutosFEATURADOS
O que é uma Bomba de Vácuo?
Uma bomba de vácuo é um dispositivo, que foi inventado em 1650 por Otto von Guericke. Ela remove moléculas de ar e gás de um espaço selado ou confinado, o que resulta em um vácuo parcial. Às vezes as bombas de vácuo removem o gás de uma área, deixando um vácuo parcial para trás ou removem a água de uma área para outra, como uma bomba de vácuo faz em um porão.
O desempenho de uma bomba de vácuo é medido na velocidade da bomba ou no volume do fluxo na entrada em volume por unidade de tempo. A taxa de bombeamento flutua para cada tipo de bomba e o gás/líquido/fluido em que ela é usada. O número de moléculas bombeadas para fora do recipiente por unidade de tempo ou rendimento é outro fator de desempenho.
A aspiração do vácuo é causada por uma diferença na pressão do ar. Um ventilador acionado por uma eletricidade reduz a pressão no interior da máquina. A pressão atmosférica então empurra o ar através do tapete e para dentro do bocal de modo que o pó seja literalmente empurrado para dentro do saco.
Os componentes de uma bomba de vácuo são:
- Suction: Quanto maior a taxa de sucção, mais potente é o aspirador.
- Energia de entrada: O consumo de energia é em watts. A potência nominal de entrada não indica a eficácia do aspirador, apenas a quantidade de electricidade que consome
- Potência de saída: A quantidade de potência de entrada é convertida em fluxo de ar no final da mangueira de limpeza. O fluxo de ar é frequentemente indicado em watts (watts).
Como funciona uma bomba de vácuo?
Um eixo rotativo, num espaço selado, remove as moléculas de ar e gás. Esta ação diminui progressivamente a densidade do ar dentro da caixa resultando em um vácuo. À medida que a pressão no compartimento é reduzida, torna-se mais difícil remover partículas adicionais. A quantidade de energia produzida por uma bomba de vácuo depende do volume de gás removido e da diferença de pressão produzida entre a atmosfera interna e externa.
As duas tecnologias usadas pelas bombas de vácuo são a transferência ou captura de gás.
Bombas de transferência alocam o impulso do lado do vácuo para o lado do escape para acelerar o gás.
Movem as moléculas de gás por ação cinética ou deslocamento positivo:
Bombas de transferência cinéticas direcionam o gás para a saída da bomba usando pás de alta velocidade ou pressão de gás introduzida. As bombas cinéticas não têm normalmente recipientes selados, mas podem atingir altas taxas de compressão a baixas pressões.
Bombas de transferência de deslocamento positivo retêm o gás e o movem através da bomba. Elas são frequentemente projetadas em vários estágios em um eixo de acionamento comum. O volume isolado é comprimido a um volume menor a uma pressão maior e expelido para a atmosfera (ou para a próxima bomba). É comum que duas bombas de transferência sejam utilizadas em série para proporcionar um maior vácuo e vazão. O gás expelido está acima da pressão atmosférica quando o mesmo número de moléculas de gás sai da bomba e entra nela. A taxa de compressão é a pressão de escape na saída medida em relação à pressão mais baixa obtida na entrada.
Bombas de captura capturam as moléculas de gás em superfícies dentro do sistema de vácuo. Esta bomba trabalha com caudais mais baixos do que as bombas de transferência, mas pode fornecer um vácuo muito forte. As bombas de captura operam usando condensação criogênica, reação iônica ou reação química e não possuem partes móveis. Elas podem gerar um vácuo sem óleo.
As bombas de vácuo mecânicas geralmente têm um motor elétrico como fonte de energia, mas podem, alternativamente, depender de um motor de combustão interna, e extrair ar de um volume fechado e liberá-lo para a atmosfera. A bomba de vácuo de palhetas rotativas é a mais popular do tipo de bomba mecânica. Os rotores individuais são colocados em torno de um eixo e giram a altas velocidades. O ar é retido e movido através da porta de admissão e um vácuo é criado atrás dela.
Tipos de bombas de vácuo
Bombas podem ser consideradas bombas úmidas ou secas, dependendo se o gás é ou não exposto a óleo ou água durante o bombeamento. A bomba úmida usará óleo ou água para lubrificação e/ou vedação e este fluido pode contaminar o gás varrido (bombeado). As bombas secas não têm fluido. Possuem espaços apertados entre as partes rotativas e estáticas da bomba, utilizam vedações de polímero seco (PTFE) ou um diafragma para separar o mecanismo de bombeamento do gás varrido. Bombas secas reduzem o risco de contaminação do sistema e eliminação de óleo em comparação com bombas úmidas.
Nota: Bombas de vácuo não são facilmente convertidas de úmidas para secas mudando o estilo da bomba. A câmara e a tubulação podem ser contaminadas se estiverem molhadas. Portanto, todas as bombas molhadas devem ser cuidadosamente limpas ou substituídas, caso contrário contaminarão o gás durante o funcionamento.
| Primeiro/Booster/Secundário | Nome | Tipo de bomba |
|---|---|---|
| Bombas primárias (de apoio) | Bomba de palhetas rotativas seladas a óleo | Molhado Deslocamento Positivo |
| Bomba de Anel Líquido | ||
| Bomba de Diafragma | Seca Deslocamento Positivo | |
| Bomba de Rollo | ||
| Bombas de Booster | ||
| Bomba de garras | ||
| Bomba de parafusos | ||
| Bomba secundária | Bomba turbomolecular | Transferência cinética seca |
| Vapor Bomba de Difusão | Transferência Cinética Úmida | |
| Cryopump | Entrada Seca | |
| Bomba de Iões de Sifão |
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Relações para usar uma Bomba de Vácuo:
- Prover uma força
- Pó de recolha
- Remover constituintes activos e reactivos
- Remover gases retidos e dissolvidos
- Diminuir a transferência térmica
- Incrementar o “caminho livre médio” das moléculas de gás para que a pressão se torne útil.
O caminho livre médio é a distância que uma molécula percorre antes de colidir com outra molécula. Uma molécula pode experimentar os seguintes tipos de fluxo num vácuo:
- Fluxo viscoso, turbulento: Movimento aleatório tremendo enquanto as moléculas tentam mover-se para qualquer espaço aberto que possa levar a uma saída mais rápida.
- Vazão viscosa, laminar: Após alguns minutos, a pressa das moléculas em sair termina e elas começam a mover-se para uma saída de forma ordenada.
- Fluxo molecular: O caminho livre médio torna-se mais longo dentro do diâmetro do tubo criando um fluxo livre de moléculas. As moléculas de gás irão colidir mais provavelmente com as paredes da tubulação (recipiente) do que com outra molécula. Como a pressão cai, a condutância também cai até que o fluxo de gás mude para fluxo molecular. A condutância é a medida da massa de gás que flui à pressão média por metro do comprimento da tubulação.
Vantagens de uma bomba de vácuo
- Moves large volume of air/low vacuum
- Converte pressão para fluxo (requer maior pressão para operar)
- Colhe sujeira, poeira, e detritos
- Poupa energia
- Durável
Bomba de vácuo Aplicações
- Processos médicos, que requerem aspiração como terapia ou espectrômetros de massa
- Aplicações químicas e farmacêuticas
- Instrumentos analíticos científicos que analisam materiais sólidos, gasosos, de superfície, líquidos e biológicos como microscopia eletrônica
- Indústrias de processo para ventilar vapores, remover poeira e sujeira, equipamentos de energia e compactação de lixo:
- Moinhos de açúcar
- Polpa &Papel
- Cimento
- Tubos de vácuo
- Lâmpadas eléctricas
- Semicondutores
- Revestimento de vidro
- Giroscópios em instrumentos de voo são alimentados por uma fonte de vácuo no caso de uma falha eléctrica.
- Instalações de tratamento de esgotos
- Remover água de uma área para outra, tal como faz uma bomba de poço numa cave.
Bomba de vácuo VS Sistema Venturi
Um sistema Venturi pode ser usado em muitas das mesmas aplicações que uma bomba de vácuo. A principal vantagem do sistema Nex Flow Venturi (Ring Vac) é que as unidades são compactas e robustas, simples de configurar e não requerem manutenção em comparação com as bombas de vácuo. Ao ventilar ar continuamente – a escolha de uma bomba de vácuo de baixa pressão pode economizar custos de energia. Entretanto – se o transporte intermitente de materiais é o que você está procurando – um anel de vácuo operado a ar comprimido com um interruptor instantâneo de ligar/desligar pode economizar custos de energia ao utilizar ar comprimido.