Fundamentos de Hidráulica e Hidrometria - discurssiva

Prévia do material em texto

1A bomba centrífuga transporta água através de um sistema de tubulação a uma vazão de 50400 L/h. Se a tubulação de recalque (após a bomba) tem diâmetro interno de 41 mm e a mangueira de sucção (antes da bomba) tem diâmetro interno de 48 mm, calcule a perda de carga distribuída (por atrito) nos trechos de sucção e recalque da bomba. Adote g=9,81 m/s². O fator de atrito de Darcy pode ser assumido como f=0,024 em todos os trechos da tubulação. O comprimento do trecho de sucção é L=4m e o comprimento do trecho de recalque é 16 m. Adote a equação universal de Darcy-Weisbach para calcular a perda de carga distribuída.
Resposta esperada
Conforme imagem a seguir:
Minha resposta
Velocidade de sucção: 50400 l/h x 0,001m³/1l=50,4m³ x 1h/3600s = 0,014m³/s 0,014= V sucção x (p.0,048²/4) Velocidade de sucção ˜ 7,736 m/s Perda de carga distribuída na sucção: H perdas = F x L/D x V²sucção/2G = 0,024 x 4/0,048 x 7,736²/2 x 9,81 ˜ 6,1m Velocidade de recalque: 50400 L/H x 0,001m³/1L = 50,4m³/H x 1H/3600s= 0,014m³/s 0,014 x (p x 0,041²/4) Velocidade ˜ 10,60m/s Perdas de carga distribuída no recalque: F x L/D x V²/2G = 0,024 x 16/0,041 x 10,60²/2 x 9,81 ˜ 53,68m
2No escoamento de líquidos pode ocorrer a redução da pressão local na linha de sucção. Se a pressão na sucção reduzir a um valor abaixo da pressão de vapor (saturação) do líquido na dada temperatura, o líquido ferve e forma as bolhas de cavitação nestes locais. Estas bolhas sofrem colapso (implosão) quando atingem regiões de pressões maiores dentro da bomba, o que prejudica a operação do sistema e danifica a bomba. Com base no fenômeno de cavitação, defina e explique qual é o efeito da altura de sucção da bomba no cálculo do parâmetro NPSH disponível e o que pode ser executado para aumentar o valor do NPSH disponível com base na altura de sucção da bomba.
Resposta esperada
A altura de sucção da bomba se refere à distância da superfície livre do líquido que está sendo captado até a entrada na flange da bomba. Esta altura pode ser positiva, nos casos em que o reservatório se encontra acima do nível da bomba; ou negativa, nos casos em que o reservatório se encontra abaixo do nível da bomba. Com o objetivo de aumentar o valor do NPSH disponível do sistema e evitar a ocorrência de cavitação na bomba, podem ser adotadas algumas ações: - Aumentar a pressão da coluna de líquido elevando a altura do reservatório de sucção acima do nível da bomba. - Baixar o nível da bomba, aproximando-a do reservatório de sucção (quando altura de sucção é negativa). - Aumentar o nível de líquido dentro do reservatório de sucção. Cada uma destas alternativas deve ser analisada em termos econômicos e sua possibilidade de execução de acordo com o layout da instalação do sistema de escoamento.
Minha resposta
Rugosidade da tubulação, válvulas e conexões atuam como uma resistência, diminuindo o fluxo do liquido que está indo para bomba, afetando no NPSH do conjunto. Para aumentar o NPSH do sistema e evitar a cavitação, pode-se: -Diminuir a rugosidade do tubo -Aumentar o diâmetro da tubulação de sucção -Diminuir o número de conexões e válvulas no tubo -Diminuir a viscosidade do fluido