Máquinas Hidráulicas I 2 0

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Máquinas Hidráulicas I
Atividade 2
Devido à grande quantidade de bombas existentes, não há um único método para realizar a escolha de forma mais adequada. Entretanto, os critérios mais considerados para a seleção das bombas são: altura manométrica, característica do fluido, vazão, características da instalação, dentre outros. Após a definição do tipo de bomba, deve-se escolher o modelo mais compatível do fabricante ao atendimento da instalação. Um exemplo de “ábaco de cobertura” do fabricante KSB está ilustrado na figura evidenciada na sequência.
 
Fonte: Silva (2003, p. 2).
#PraCegoVer:a figura representa um ábaco de cobertura do fabricante de bombas KSB. O eixo vertical representa a altura manométrica H e possui 8 valores em ordem crescente, de baixo para cima. Esses valores são, respectivamente: 4, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 38. O eixo horizontal representa a vazão e possui 15 valores crescentes, da esquerda para a direita. Esses valores são, respectivamente: 2, 4, 6, 8, 10, 20, 30, 40, 60, 80, 100, 200, 300, 400 e 500. Uma linha vermelha horizontal é traçada cortando o eixo vertical na altura manométrica Hm igual a 26 metros, e outra linha vermelha vertical é traçada cortando o eixo horizontal na vazão volumétrica Q igual a 12m³/h. A interseção dessas duas linhas, mais à esquerda do ábaco, está dentro da região denominada como 40-250, que representa o modelo da bomba a ser escolhido. Abaixo da região 40-250, existem, também, as regiões: 32-300 e 40-160. Acima, existe a região 50-250. À direita e de cima para baixo, existem, respectivamente, as regiões: 65-250, 80-250, 100-250, 80-200, 125-250, 100-200, 65-160, 80-160 e 50-160.
 
Considerando o ábaco de cobertura KSB para a escolha do modelo de bomba, analise as afirmativas a seguir e assinale V para a(s) verdadeira(s) e F para a(s) falsa(s).
 
I. ( ) Para a altura manométrica de 25m e vazão de 9m³/h, o modelo 40-250 seria o mais indicado.
II. ( ) Para a altura manométrica de 20m e vazão de 4m³/h, o modelo 32-200 seria o mais indicado.
III. ( ) Para a altura manométrica de 19m e vazão de 200m³/h, o modelo 80-200 seria o mais indicado.
IV. ( ) Para a altura manométrica de 10m e vazão de 6m³/h, o modelo 40-160 seria o mais indicado.
 
Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta.
a.
V, F, V, V.
b.
F, V, F, F.
c.
V, V, F, F.
d.
F, V, F, V.
e.
V, V, F, V.
Questão 2
Ainda não respondida
Vale 1,00 ponto(s).
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Texto da questão
Por mais ampla que seja a faixa de trabalho de uma bomba, seu ponto de operação será definido levando em consideração os parâmetros hidráulicos de toda instalação hidráulica. Assim, o ponto de operação será obtido por meio da interseção da curva característica da bomba, com a curva característica do sistema de tubulações. Na sequência, a figura mostra que a intercepção da curva do sistema com a curva da bomba dará origem ao ponto de operação.
 
Fonte: Baptista e Lara (2010, p. 158).
#PraCegoVer:a figura ilustra o gráfico altura manométrica Hm no eixo vertical versus vazão Q, no eixo horizontal. À esquerda, a curva da bomba (CB) se origina cortando o eixo vertical na sua parte superior do gráfico e decresce suavemente ao se deslocar para a direita. Na região inferior do eixo vertical, na altura Hg, ou altura geométrica, origina-se a curva do sistema (CS). Essa curva cresce suavemente da esquerda para a direita. Ambas as curvas se interceptam mais à direita em um ponto denominado ponto de operação.
 
 
Ao ter em vista o seu conhecimento sobre as curvas características das bombas e do sistema de tubulação, bem como o ponto de operação do conjunto, assinale a alternativa correta.
a.
A equação para curva característica do sistema escrita pelo método de Darcy Weisback é dada conforme a expressão 
b.
O ponto de operação do sistema é determinado somente pela observação direta da curva característica da bomba hidráulica.
c.
A curva característica para um sistema de tubulação é construída considerando o percurso entre o reservatório inferior e o reservatório superior.
d.
A equação para curva característica do sistema escrita pelo método de Hazen Williams é representada pela expressão 
e.
A constante k contida na equação de Darcy Weisback não inclui coeficientes de perda de carga, por estes se tratarem de parâmetros inerentes ao sistema de tubulação.
Questão 3
Ainda não respondida
Vale 1,00 ponto(s).
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Texto da questão
A fundamentação teórica e prática dos números adimensionais é imprescindível para a determinação de parâmetros hidráulicos importantes utilizados nas simulações hidráulicas. No estudo das máquinas hidráulicas, uma experimentação bem fundamentada possibilitará a posterior caracterização da sua curva de desempenho e originará diversos dados indicativos da sua tendência de comportamento.
 
Sobre os números adimensionais, assinale a alternativa correta.
a.
Os adimensionais mais utilizados nas áreas de fluidos, por si sós, não conseguem contribuir com a caracterização das condições do escoamento, sobretudo quando se trata de fluidos viscosos.
b.
O número de Reynolds é obtido relacionando as forças de inércia e as viscosas que atuam sobre um fluido durante seu escoamento. Seu valor contribui com o entendimento do regime de escoamento de escoamento do fluido.
c.
Com o número de Euler, será possível prever o tipo de escoamento. Para números maiores que 4000, o escoamento estará dentro do regime turbulento e, para "Re" menores que 2000, o escoamento será laminar.
d.
O número adimensional de Reynolds poder ser aplicado ao fenômeno da cavitação, relacionando a diferença entre a pressão na corrente líquida 𝑃 e a pressão de vapor do líquido 𝑃𝑣 na temperatura considerada.
e.
Os grupos adimensionais possuem pouco vínculo com os estudos experimentais e são obtidos comparando as energias comumente encontradas no escoamento de fluido dentro de uma tubulação.
Questão 4
Ainda não respondida
Vale 1,00 ponto(s).
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Texto da questão
A curva característica Hm x Q de uma bomba centrífuga é obtida por meio de ensaios nas bancadas dos fabricantes e traz informações importantes sobre a faixa de operação da bomba. Na sequência, a figura ilustra o traçado da curva característica da altura manométrica versus vazão de uma bomba centrífuga.
 
Fonte: Adaptada de Baptista e Lara (2010).
#PraCegoVer: a figura mostra o aspecto geral da curva: altura manométrica, no eixo vertical, versus vazão, no eixo horizontal, para as bombas centrífugas. A curva apresenta uma leve inclinação negativa, indicando que a grandeza altura manométrica reduzirá, à medida que caminhamos para a direita do eixo horizontal, ou seja, para maiores valores de vazão.
 
Com base no exposto e na figura apresentada, bem como nos conhecimentos a respeito das curvas características de uma bomba centrífuga, analise as asserções a seguir e a relação proposta entre elas. 
 
I. No trecho da curva característica mostrado na figura, as grandezas altura manométrica e vazão apresentam relação inversamente proporcional.
Pois:
II. As bombas centrífugas geram curvas características Hm x Q que podem ser expressas, perfeitamente, por uma função de primeiro grau.
A seguir, assinale a alternativa correta.
a.
As asserções I e II são proposições verdadeiras, mas a II não é uma justificativa correta da I.
b.
As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a II é uma justificativa correta da I.
c.
A asserção I é uma proposição verdadeira, e a II é uma proposição falsa.
d.
As asserções I e II são proposições falsas.
 
 
e.
A asserção I é uma proposição falsa, e a II é uma proposição verdadeira.
Questão 5
Ainda não respondida
Vale 1,00 ponto(s).
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Texto da questão
Um dos critérios mais considerados para a seleção de bombas faz uso do ábaco que relaciona potência com vazão de fluido bombeado. Essa análise permite encontrar o diâmetro de rotor adequado e, em seguida, o modelo de bomba mais adequado. Deve-se, portanto, escolher o modelo mais compatível do fabricante. Um exemplo de “ábaco de cobertura” potênciaversus vazão, do fabricante KSB, está representado na figura evidenciada na sequência.
 
Fonte: Silva (2003, p. 19).
#PraCegoVer: a figura representa um ábaco de cobertura do fabricante de bombas KSB. O eixo vertical representa a potência P em cv e possui 7 valores em ordem crescente, de baixo para cima. Esses valores são, respectivamente: 1, 2, 3, 4, 5, 6 e 7. O eixo horizontal representa a vazão e possui 8 valores crescentes, da esquerda para a direita. Esses valores são, respectivamente: 0, 5, 10, 15, 20, 25, 30 e 35 metros cúbicos por hora. Existem, também, 5 curvas que representam 5 diâmetros diferentes. Essas curvas apresentam leve crescimento indo para a direita. De baixo para cima, essas curvas representam os seguintes diâmetros: 208mm, 221mm, 234mm, 247mm e 260mm.
 
Considerando o ábaco de cobertura KSB para a seleção do diâmetro do rotor, analise as afirmativas a seguir e assinale V para a(s) verdadeira(s) e F para a(s) falsa(s).
 
I. ( ) Para a potência de 2,5 cv e vazão de 22 m³/h, o diâmetro de rotor mais adequado para a bomba seria de 208 mm.
II. ( ) Para a potência de 5 cv e vazão de 26 m³/h, o diâmetro de rotor mais adequado para a bomba seria de 260 mm.
III. ( ) Para a potência de 5 cv e vazão de 30 m³/h, o diâmetro de rotor mais adequado para a bomba seria de 234 mm.
IV. ( ) Para a potência de 2,5 cv e vazão de 10 m³/h, o diâmetro de rotor mais adequado para a bomba seria de 234 mm.
 
Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta.
a.
V, V, F, V.
b.
F, V, F, V.
c.
V, V, F, F.
d.
V, F, V, V.
 
e.
F, V, F, F.
Questão 6
Ainda não respondida
Vale 1,00 ponto(s).
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Texto da questão
O dimensionamento e a seleção da bomba dependem da determinação de detalhes construtivos. Alguns dos parâmetros técnicos são: o tipo de rotor, o tipo de selagem do eixo, o tipo de acoplamento, a quantidade de estágios, dentre outros.
Sobre os parâmetros técnicos construtivos inerentes às bombas hidráulicas, analise as afirmativas a seguir e assinale V para a(s) Verdadeira(s) e F para a(s) Falsa(s). 
 
I. ( ) A altura manométrica ajudará a definir se uma bomba de simples estágio irá ser adequada ou se haverá necessidade de uma com múltiplos estágios.
II. ( ) Em serviços médios ou pesados, recomendam-se os anéis de desgaste para proteção da voluta e as luvas de eixo para proteção do eixo na região próxima à selagem.
III. ( ) Para os casos em que a bomba irá trabalhar com fluidos inflamáveis, contaminantes ou de maior custo, a opção recomendada para a selagem é a feita por gaxetas para se evitar o contato com o meio externo.
IV. ( ) Em sistemas com rotor revestido ou fabricado com materiais especiais, pode-se verificar o uso de polia e correia; entretanto, é mais comum o acoplamento direto, por ser mais eficiente.
 
Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta.
a.
V, F, V, V.
b.
F, V, F, F.
c.
F, V, F, V.
d.
V, V, F, V.
e.
V, V, F, F.
Questão 7
Ainda não respondida
Vale 1,00 ponto(s).
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Texto da questão
Por meio dos ensaios, é possível obter diversas combinações de alturas manométricas e vazões que constituem a faixa de operação de uma bomba. O conjunto com todos esses pontos dá origem a uma curva característica que, por sua vez, serve como fonte de diversas informações, como: desenvolvimento da potência em função da vazão, variação do rendimento em função da vazão, dentre outras.
 
Sobre as curvas características das bombas, assinale a alternativa correta.
a.
Os pontos situados sobre uma curva de isorrendimento possuem a mesma potência e altura manométrica.
b.
Em uma curva característica, altura manométrica versus vazão, os pares de pontos chamados de homólogos recebem esse nome, devido ao fato de possuírem a mesma altura manométrica.
c.
Em uma curva característica, altura manométrica versus vazão, os pares de pontos chamados de homólogos recebem esse nome, devido ao fato de possuírem a mesma vazão.
d.
As curvas características são obtidas em ensaios nas bancadas dos fabricantes e podem ser entendidas como um retrato da faixa de operação ou de funcionamento das bombas, nas variadas situações.
e.
As bombas centrífugas geram curvas características Hm x Q que podem ser expressas por uma equação do primeiro grau.
Questão 8
Ainda não respondida
Vale 1,00 ponto(s).
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Texto da questão
 A teoria dos modelos, juntamente com a análise de semelhança mecânica, busca diminuir o risco dos erros na execução de projeto das máquinas de grande porte, pois permite o estudo de modelos reduzidos. Essa teoria é utilizada, também, para avaliar o desempenho real de diversas máquinas de hidráulicas ditas como semelhantes. Entretanto, para que o teste do modelo forneça dados confiáveis para prever o comportamento do protótipo, alguns requisitos básicos precisam ser atendidos.
Considerando o exposto, bem como o seu conhecimento sobre análise dimensional e semelhança de bombas, analise as afirmativas a seguir.
I. Os requisitos básicos que precisam ser atendidos são: a semelhança dinâmica, a semelhança cinemática e a semelhança geométrica, entre o protótipo e o modelo.
 
II. Na maioria das vezes, realizar experimentos ou testes com protótipos em tamanho real é inviável. Diante disso, a maneira de se avaliar o comportamento do protótipo é por meio de testes dos modelos em laboratório.
 
III. Define-se a constante cinemática K como a soma entre as dimensões lineares L do protótipo e do modelo.
 
IV. A formulação matemática da velocidade específica de uma bomba não leva em consideração a teoria de semelhança mecânica, já que esse parâmetro é puramente experimental.
 
Está correto o que se afirma em:
a.
I, II e III, apenas.
b.
II e III, apenas.
c.
II, III e IV, apenas.
d.
I, II e IV, apenas.
e.
I e II, apenas.
Questão 9
Ainda não respondida
Vale 1,00 ponto(s).
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Texto da questão
São obtidas três curvas características para uma bomba axial, por meio de ensaios em bancadas hidráulicas. A curva (a) mostra o aspecto geral da curva, altura manométrica versus vazão, para as bombas axiais. A curva (b) ilustra o traçado da curva, que representa a variação do rendimento de uma bomba axial com sua vazão, e a curva (c) indica o comportamento da potência desenvolvida por uma bomba axial para variadas vazões. Vejamos a figura na sequência.
 
Fonte: Adaptada de Baptista e Lara (2010).
#PraCegoVer:a figura ilustra os aspectos gerais de três curvas características das bombas axiais. Na parte superior, a primeira é a figura (a), que mostra o aspecto geral da curva, altura manométrica, no eixo vertical, versus vazão, no eixo horizontal, para as bombas axial. A curva apresenta uma inclinação acentuada e negativa, indicando que a grandeza altura manométrica reduzirá rapidamente, à medida que caminhamos para a direita do eixo horizontal, ou seja, para maiores valores de vazão. Logo abaixo, a figura (b) ilustra o traçado da curva que representa a variação do rendimento de uma bomba axial com sua vazão. A curva possui um formato parecido ao de uma parábola, que nasce na origem dos eixos, cresce até a região central da figura e, em seguida, apresenta uma queda com menor inclinação em relação à zona de crescimento. Mais abaixo, a última e terceira, a figura (c) indica o comportamento da potência desenvolvida por uma bomba axial em função da vazão. A figura consiste em uma reta, ou seja, equação do primeiro com coeficiente angular negativa e que decresce, rapidamente, para a direita, indicando que a potência e a vazão são grandezas inversamente proporcionais.
 
Sobre o comportamento das curvas características das bombas axiais nos trechos mostrados na figura, analise as afirmativas a seguir e assinale V para a(s) Verdadeira(s) e F para a(s) Falsa(s). 
 
I. ( ) As três curvas características mostradas na figura foram obtidas por meio da variação da vazão volumétrica de fluido bombeado por uma bomba axial.
II. ( ) A potência e a vazão são grandezas inversamente proporcionais no trecho mostrado na curva (c).
III. ( ) No trecho da curva característica mostradoem (a), altura manométrica e vazão são grandezas diretamente proporcionais.
IV. ( ) A curva característica mostrada em (b) indica que existem valores de vazão para os quais o rendimento da bomba será otimizado.
 
Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta.
a.
F, V, F, V.
b.
V, F, V, V.
 
c.
V, V, F, V.
d.
F, V, F, F.
e.
V, V, F, F.
Questão 10
Ainda não respondida
Vale 1,00 ponto(s).
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Texto da questão
Instala-se uma bomba hidráulica com curva característica dada pela função H= 80- 105.Q², em que Q representa a vazão em m³/s e H, altura manométrica em m. A bomba será utilizada para recalcar o fluido entre dois reservatórios desnivelados em 15 m de altura. É possível desconsiderar os efeitos das perdas de carga. O diâmetro da tubulação permaneceu constante.
Sobre os valores para a vazão volumétrica e para a altura manométrica no ponto de operação, assinale a alternativa correta.
a.
2,55 x 10-3
m³/s e 65m.
b.
2,55 x 10-2
m³/s e 15m.
c.
2,55 x 102
m³/s e 15m.
d.
2,55 x 103
m³/s e 80m.
e.
2,55 x 10-1
m³/s e 10m.
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DAVID MICHAEL MENDES SILVA
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