Lista 4 - Máquina de Fluídos

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4.1: O projeto original da Usina Hidrelétrica de Dona Francisca, no rio Jacuí, previa 128,2 MW de 
potência instalada, com duas unidades de turbinas tipo Kaplan de 64,1 MW cada uma, tal 
como se mostra na Fig. E-4.1. A altura de queda disponível é de 39 m. Supondo que as 
características construtivas das turbinas apresentem os seguintes valores: n = 163,6 rpm; 
De = 4,24 m; Di/De = 
0,43; ηH = 0,96; ηV = 1; ηA = 1; ηM = 0,98; cm,4 = cm,5 = c5 (para todos os diâmetros do rotor) 
e considerando a massa específica da água, ρ = 1000 kg/m3, calcular: 
 
a) A vazão volumétrica nominal (de projeto) de cada turbina; 
b) O ângulo de inclinação das pás na entrada do rotor, para o diâmetro exterior; 
c) O ângulo de inclinação das pás na entrada do rotor, para o diâmetro interior. 
 
 
 
Fig. E-4.1 
 
4.2: Um ventilador centrífugo movimenta 120 m3/s de gás com massa específica igual a 1,2 kg/m3, 
aspirando de uma câmara à pressão de 1080 Pa e insuflando em outra à pressão de 2160 Pa, com 
uma velocidade de insuflação de 15 m/s. O recipiente de aspiração contém ar em repouso e nele 
há um filtro onde se produz uma queda de pressão (perda de carga) de 540 Pa. No conduto de 
aspiração produz-se uma perda adicional de 834 Pa, e no conduto de descarga, uma perda de 
1226 Pa. Sabendo-se que o ventilador possui as seguintes características: n = 336 rpm; cm,5 = 15,6 
m/s; D5 = 4,43 m; α4 = 90o; ηH = 0,8; ηT = 0,76 e considerando-se número infinito de pás com 
espessura infinitesimal, calcular: 
a) A diferença de pressão total a ser vencida pelo ventilador; 
b) A potência consumida no seu eixo; 
O ângulo de inclinação das pás na saída do rotor.