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1 Professor: Marcel Rossetti Disciplina: Máquinas de Fluxo Curso: Engenharia Mecânica Cálculos de bombas: Altura manométrica, Potência, Perda de carga Definições TERMOS HIDRÁULICOS MAIS USADOS ALTURA DE SUCÇÃO (AS) - Desnível geométrico (altura em metros), entre o nível dinâmico da captação e o bocal de sucção da bomba. ALTURA DE RECALQUE (AR) - Desnível geométrico (altura em metros), entre o bocal de sucção da bomba e o ponto de maior elevação do fluído até o destino final da instalação (reservatório, etc.). ALTURA MANOMÉTRICA TOTAL (Hm) - Altura total exigida pelo sistema, a qual a bomba deverá ceder energia suficiente ao fluído para vencê-la. Unidades mais comuns: mca, Kgf/cm² , lb/pol² Onde: 1 Kgf/cm² = 10 mca = 14,22 lb/pol² Altura manométrica Equação de Bernoulli derivada do Balanço de energia Hipóteses: • Regime permanente • Fluido incompressível • Sem perda de carga (fluido invíscido) • Ao longo de uma linha de corrente Escoamento ideal (sem atrito) Altura manométrica Considerando a perda de carga (perda de energias por atrito) ao longo do escoamento Escoamento real (com atrito) Altura manométrica Ex. 1) O benzeno estava sendo bombeado a 37,8 °C (p = 865 kg/m³; Pvapor = 26,2 kPa) através de uma tubulação de aço de 100 mm de diâmetro interno na sucção e 80 mm de diâmetro na descarga, a capacidade de 40 m3/h. A pressão manométrica do tanque 1 acusava 200 kPa, enquanto do tanque 2, mostrava 350 kPa. O ponto 1 na sucção estava a 1,0 m do nível da bomba, enquanto o ponto 2 na linha de recalque, a 3,0 m acima desse nível. O ganho de carga por atrito na linha de sucção era de 0,07 m, enquanto a sua perda, na linha de recalque, igual a 0,80 m. Sabendo que a pressão atmosférica era 93 atm e o rendimento da bomba de 50%, estime: (a) o valor da altura de projeto bomba; (b) a potência consumida por essa bomba; Resposta: a) b) Altura manométrica Ex. 2) Calcule a altura manométrica total e a potência útil da bomba Perda de carga Perda de carga distribuída ou normal (hN) Perda de carga distribuída ou normal Fator de atrito f (Re) • Regime laminar: f(Re) • Regime turbulento: f(Re,RR) RR: rugosidade relativa = 𝜀 𝐷 𝜀 = rugosidade aparente depende do material Reynolds = 𝑓𝑜𝑟ç𝑎𝑠 𝑖𝑛𝑒𝑟𝑐𝑖𝑎𝑖𝑠 𝑓𝑜𝑟ç𝑎𝑠 𝑣𝑖𝑠𝑐𝑜𝑠𝑎𝑠 = 𝜌𝑉 𝜇 𝐷 Utilizar o Diagrama de Moody Perda de carga RR: rugosidade relativa = 𝜀 𝐷 Perda de carga Diagrama de Moody Perda de carga Perda de carga Perda de carga Ex 2: cálculo de perda de carga distribuída Perda de carga Perda de carga localizada (hL) • Métodos de cálculo: a) Coeficiente de perda de carga localizada 𝐾 b) Método do comprimento equivalente Perda de carga Perda de carga localizada (hL) a) Coeficiente de perda de carga localizada 𝐾: ℎ𝐿 = 𝐾 𝑉² 2𝑔 Perda de carga Perda de carga localizada (hL) a) Coeficiente de perda de carga localizada 𝐾: ℎ𝐿 = 𝐾 𝑉² 2𝑔 Perda de carga Ex 3: cálculo de perda de carga localizada Perda de carga Perda de carga localizada (hL) b) Método do comprimento equivalente Leq ℎ𝐿 = 𝑓 𝐿𝑒𝑞 𝐷 𝑉² 2𝑔 Perda de carga Perda de carga localizada (hL) b) Método do comprimento equivalente Leq Perda de carga Perda de carga localizada (hL) b) Método do comprimento equivalente Leq Perda de carga Ex 4: cálculo de perda de carga 22 Obrigado pela atenção!