Potência e NPSH

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Potência e NPSH
1. 
Em sistemas de abastecimento de água podem ser utilizadas bombas hidráulicas em várias etapas: para bombear a água captada até a estação de tratamento de água, para transportar a água tratada de um reservatório para outro ou nas linhas de distribuição de consumidores. Em um sistema de distribuição de água, a temperatura observada é acima de 30°C. Caso você queira otimizar o fluxo bombeado, qual opção você escolhe? 
Resposta incorreta.
A. 
Reduzir a temperatura do fluido bombeado.
Para aumentar o fluxo bombeado pode-se: utilizar mais de uma bomba; diminuir o comprimento da tubulação de sucção; reduzir a viscosidade; e aumentar a temperatura do fluido. 
Pode-se afirmar que a pressão do sistema, em qualquer ponto, para que não ocorra a cavitação, é justamente a pressão mínima igual a de saturação. Sabendo que a pressão de vapor da água em 30°C é, em média, 4,25KPa, sabe-se que é deve ser a pressão mínima de qualquer ponto do sistema ao longo do fluxo.
Vale ressaltar que a pressão de vapor aumenta com a temperatura. Por isso, o risco de ocorrência de cavitação é maior em fluidos com temperaturas mais altas. Apesar de ser uma opção para conseguirmos aumento do fluxo, é preciso ter bastante cuidado ao aumentar a temperatura de um fluido a ser transportado. ​​
Além destas opções, pode-se pensar também em escolher bombas com vazões e velocidades próximas às desejadas no processo.
Resposta correta.
B. 
Reduzir o comprimento da tubulação de sucção.
Para aumentar o fluxo bombeado pode-se: utilizar mais de uma bomba; diminuir o comprimento da tubulação de sucção; reduzir a viscosidade; e aumentar a temperatura do fluido. 
Pode-se afirmar que a pressão do sistema, em qualquer ponto, para que não ocorra a cavitação, é justamente a pressão mínima igual a de saturação. Sabendo que a pressão de vapor da água em 30°C é, em média, 4,25KPa, sabe-se que é deve ser a pressão mínima de qualquer ponto do sistema ao longo do fluxo.
Vale ressaltar que a pressão de vapor aumenta com a temperatura. Por isso, o risco de ocorrência de cavitação é maior em fluidos com temperaturas mais altas. Apesar de ser uma opção para conseguirmos aumento do fluxo, é preciso ter bastante cuidado ao aumentar a temperatura de um fluido a ser transportado. ​​
Além destas opções, pode-se pensar também em escolher bombas com vazões e velocidades próximas às desejadas no processo.
Resposta incorreta.
C. 
Aumentar o diâmetro da tubulação de recalque.
Para aumentar o fluxo bombeado pode-se: utilizar mais de uma bomba; diminuir o comprimento da tubulação de sucção; reduzir a viscosidade; e aumentar a temperatura do fluido. 
Pode-se afirmar que a pressão do sistema, em qualquer ponto, para que não ocorra a cavitação, é justamente a pressão mínima igual a de saturação. Sabendo que a pressão de vapor da água em 30°C é, em média, 4,25KPa, sabe-se que é deve ser a pressão mínima de qualquer ponto do sistema ao longo do fluxo.
Vale ressaltar que a pressão de vapor aumenta com a temperatura. Por isso, o risco de ocorrência de cavitação é maior em fluidos com temperaturas mais altas. Apesar de ser uma opção para conseguirmos aumento do fluxo, é preciso ter bastante cuidado ao aumentar a temperatura de um fluido a ser transportado. ​​
Além destas opções, pode-se pensar também em escolher bombas com vazões e velocidades próximas às desejadas no processo.
Você não acertou!
D. 
Aumentar o comprimento de tubulação de sucção.
Para aumentar o fluxo bombeado pode-se: utilizar mais de uma bomba; diminuir o comprimento da tubulação de sucção; reduzir a viscosidade; e aumentar a temperatura do fluido. 
Pode-se afirmar que a pressão do sistema, em qualquer ponto, para que não ocorra a cavitação, é justamente a pressão mínima igual a de saturação. Sabendo que a pressão de vapor da água em 30°C é, em média, 4,25KPa, sabe-se que é deve ser a pressão mínima de qualquer ponto do sistema ao longo do fluxo.
Vale ressaltar que a pressão de vapor aumenta com a temperatura. Por isso, o risco de ocorrência de cavitação é maior em fluidos com temperaturas mais altas. Apesar de ser uma opção para conseguirmos aumento do fluxo, é preciso ter bastante cuidado ao aumentar a temperatura de um fluido a ser transportado. ​​
Além destas opções, pode-se pensar também em escolher bombas com vazões e velocidades próximas às desejadas no processo.
Resposta incorreta.
E. 
Aumentar a viscosidade e a pressão do sistema.
Para aumentar o fluxo bombeado pode-se: utilizar mais de uma bomba; diminuir o comprimento da tubulação de sucção; reduzir a viscosidade; e aumentar a temperatura do fluido. 
Pode-se afirmar que a pressão do sistema, em qualquer ponto, para que não ocorra a cavitação, é justamente a pressão mínima igual a de saturação. Sabendo que a pressão de vapor da água em 30°C é, em média, 4,25KPa, sabe-se que é deve ser a pressão mínima de qualquer ponto do sistema ao longo do fluxo.
Vale ressaltar que a pressão de vapor aumenta com a temperatura. Por isso, o risco de ocorrência de cavitação é maior em fluidos com temperaturas mais altas. Apesar de ser uma opção para conseguirmos aumento do fluxo, é preciso ter bastante cuidado ao aumentar a temperatura de um fluido a ser transportado. ​​
Além destas opções, pode-se pensar também em escolher bombas com vazões e velocidades próximas às desejadas no processo.
2. 
A viscosidade é uma propriedade física dos fluidos. Basicamente, quanto maior a viscosidade, maior a resistência de um fluido ao escoamento. Quando há variação da viscosidade no transporte de fluidos, o que se pode afirmar?
Resposta incorreta.
A. 
Como o NPSH varia com a viscosidade, os fabricantes já oferecem curvas com outros fluidos e diferentes viscosidades.
Ainda que não sejam oferecidas curvas características (pelo fabricante) para condições usando outros fluidos, há coeficientes de correção que podem ser aplicados às curvas, contornando as variações causadas ao substituir a água no transporte de fluidos. A eficiência da bomba centrífuga e o NPSH, levando em consideração a influência do número de Reynolds, indicam que a viscosidade e a rugosidade reduzem as eficiências e aumentam o valor de NPSH, devido ao atrito causado. Na prática, a eficiência diminui com o aumento da viscosidade. Estudos com bombas centrífugas mostram que a eficiência cai consideravelmente com a redução do número de Reynolds (alteração do fluxo para um escoamento laminar, mais comum com altas viscosidades).
Resposta incorreta.
B. 
Como o NPSH requerido altera com a viscosidade, basta que troquemos o fluido para ver que a bomba não varia.
Ainda que não sejam oferecidas curvas características (pelo fabricante) para condições usando outros fluidos, há coeficientes de correção que podem ser aplicados às curvas, contornando as variações causadas ao substituir a água no transporte de fluidos. A eficiência da bomba centrífuga e o NPSH, levando em consideração a influência do número de Reynolds, indicam que a viscosidade e a rugosidade reduzem as eficiências e aumentam o valor de NPSH, devido ao atrito causado. Na prática, a eficiência diminui com o aumento da viscosidade. Estudos com bombas centrífugas mostram que a eficiência cai consideravelmente com a redução do número de Reynolds (alteração do fluxo para um escoamento laminar, mais comum com altas viscosidades).
Resposta correta.
C. 
A viscosidade pode ser corrigida por fatores e tem uma relação com o número de Reynolds, variando com o regime do fluido.
Ainda que não sejam oferecidas curvas características (pelo fabricante) para condições usando outros fluidos, há coeficientes de correção que podem ser aplicados às curvas, contornando as variações causadas ao substituir a água no transporte de fluidos. A eficiência da bomba centrífuga e o NPSH, levando em consideração a influência do número de Reynolds, indicam que a viscosidade e a rugosidade reduzem as eficiências e aumentam o valor de NPSH, devido ao atrito causado. Na prática, a eficiência diminui com o aumento da viscosidade. Estudos com bombas centrífugas mostram que a eficiênciacai consideravelmente com a redução do número de Reynolds (alteração do fluxo para um escoamento laminar, mais comum com altas viscosidades).
Você não acertou!
D. 
A viscosidade não interfere em nenhum aspecto no transporte de fluidos, sendo apenas um valor teórico a ser calculado.
Ainda que não sejam oferecidas curvas características (pelo fabricante) para condições usando outros fluidos, há coeficientes de correção que podem ser aplicados às curvas, contornando as variações causadas ao substituir a água no transporte de fluidos. A eficiência da bomba centrífuga e o NPSH, levando em consideração a influência do número de Reynolds, indicam que a viscosidade e a rugosidade reduzem as eficiências e aumentam o valor de NPSH, devido ao atrito causado. Na prática, a eficiência diminui com o aumento da viscosidade. Estudos com bombas centrífugas mostram que a eficiência cai consideravelmente com a redução do número de Reynolds (alteração do fluxo para um escoamento laminar, mais comum com altas viscosidades).
Resposta incorreta.
E. 
Dentre as muitas aplicações, o aumento da viscosidade propicia a diminuição do uso de lubrificantes em bombas hidráulicas.
Ainda que não sejam oferecidas curvas características (pelo fabricante) para condições usando outros fluidos, há coeficientes de correção que podem ser aplicados às curvas, contornando as variações causadas ao substituir a água no transporte de fluidos. A eficiência da bomba centrífuga e o NPSH, levando em consideração a influência do número de Reynolds, indicam que a viscosidade e a rugosidade reduzem as eficiências e aumentam o valor de NPSH, devido ao atrito causado. Na prática, a eficiência diminui com o aumento da viscosidade. Estudos com bombas centrífugas mostram que a eficiência cai consideravelmente com a redução do número de Reynolds (alteração do fluxo para um escoamento laminar, mais comum com altas viscosidades).
3. 
Deve-se ter controle sobre a altura hidráulica líquida de sucção (NPSH) das bombas, para que o sistema sempre opere com a NPSHRequerida do sistema menor que a NPSHDisponível pelo conjunto motor-bomba-tubulação.
​​​​​​​Considerando definições básicas de NPSH, pode-se afirmar que:
Resposta incorreta.
A. 
NPSHDisponível é a pressão necessária na entrada da bomba para que obtenhamos a cavitação.
A altura positiva líquida de sucção pode ser definida como a pressão necessária na entrada da bomba para evitar a cavitação do sistema. A NPSH é uma característica da instalação e pode, ainda, ser definida como sendo a energia que o líquido possui em um ponto imediatamente antes do flange de sucção da bomba hidráulica, acima de sua pressão de vapor, correspondendo à disponibilidade de energia que possibilita o líquido a alcançar o rotor. A NPSHDisponível depende das características da linha; a NPSHRequerida é determinada pelas características da bomba. De forma geral, há dois fatores que aumentam o NPSHDisponível da instalação: a altura estática de sucção, que define a cota de assentamento do sistema motor-bomba, em relação ao nível da água; e a perda de carga total do sistema.
Resposta incorreta.
B. 
NPSHRequerido é característica do fluido e pode ser definida como energia essencial de cavitação.
A altura positiva líquida de sucção pode ser definida como a pressão necessária na entrada da bomba para evitar a cavitação do sistema. A NPSH é uma característica da instalação e pode, ainda, ser definida como sendo a energia que o líquido possui em um ponto imediatamente antes do flange de sucção da bomba hidráulica, acima de sua pressão de vapor, correspondendo à disponibilidade de energia que possibilita o líquido a alcançar o rotor. A NPSHDisponível depende das características da linha; a NPSHRequerida é determinada pelas características da bomba. De forma geral, há dois fatores que aumentam o NPSHDisponível da instalação: a altura estática de sucção, que define a cota de assentamento do sistema motor-bomba, em relação ao nível da água; e a perda de carga total do sistema.
Resposta correta.
C. 
NPHSDisponível é característica de instalação e corresponde à pressão antes do flange de sucção.
A altura positiva líquida de sucção pode ser definida como a pressão necessária na entrada da bomba para evitar a cavitação do sistema. A NPSH é uma característica da instalação e pode, ainda, ser definida como sendo a energia que o líquido possui em um ponto imediatamente antes do flange de sucção da bomba hidráulica, acima de sua pressão de vapor, correspondendo à disponibilidade de energia que possibilita o líquido a alcançar o rotor. A NPSHDisponível depende das características da linha; a NPSHRequerida é determinada pelas características da bomba. De forma geral, há dois fatores que aumentam o NPSHDisponível da instalação: a altura estática de sucção, que define a cota de assentamento do sistema motor-bomba, em relação ao nível da água; e a perda de carga total do sistema.
Você não acertou!
D. 
A NPSHdisponível aumentaria com o prolongamento da tubulação de sucção.
A altura positiva líquida de sucção pode ser definida como a pressão necessária na entrada da bomba para evitar a cavitação do sistema. A NPSH é uma característica da instalação e pode, ainda, ser definida como sendo a energia que o líquido possui em um ponto imediatamente antes do flange de sucção da bomba hidráulica, acima de sua pressão de vapor, correspondendo à disponibilidade de energia que possibilita o líquido a alcançar o rotor. A NPSHDisponível depende das características da linha; a NPSHRequerida é determinada pelas características da bomba. De forma geral, há dois fatores que aumentam o NPSHDisponível da instalação: a altura estática de sucção, que define a cota de assentamento do sistema motor-bomba, em relação ao nível da água; e a perda de carga total do sistema.
Resposta incorreta.
E. 
A NPSHRequerida aumentaria com a redução do comprimento do tubo de sucção.
A altura positiva líquida de sucção pode ser definida como a pressão necessária na entrada da bomba para evitar a cavitação do sistema. A NPSH é uma característica da instalação e pode, ainda, ser definida como sendo a energia que o líquido possui em um ponto imediatamente antes do flange de sucção da bomba hidráulica, acima de sua pressão de vapor, correspondendo à disponibilidade de energia que possibilita o líquido a alcançar o rotor. A NPSHDisponível depende das características da linha; a NPSHRequerida é determinada pelas características da bomba. De forma geral, há dois fatores que aumentam o NPSHDisponível da instalação: a altura estática de sucção, que define a cota de assentamento do sistema motor-bomba, em relação ao nível da água; e a perda de carga total do sistema.
4Considerando uma bomba centrífuga usada para elevação da água, em uma altura geométrica de 10m, por meio de uma tubulação de 10cm de diâmetro, tem-se as características da bomba (em determinada rotação constante) no gráfico abaixo
Se a vazão de projeto for 20l/s, qual será a potência consumida por essa bomba?
Resposta correta.
A. 
3,69kW.
Pelo gráfico, pode-se obter:
η = 85%
H = 16m
Potência = 
Então, encontra-se que a potência será:
Potência = 3,69 kW​​​​​​​​​​​​​​
Resposta incorreta.
B. 
4,74kW.
Pelo gráfico, pode-se obter:
η = 85%
H = 16m
Potência = 
Então, encontra-se que a potência será:
Potência = 3,69 kW​​​​​​​​​​​​​​
Você não acertou!
C. 
5,38kW.
Pelo gráfico, pode-se obter:
η = 85%
H = 16m
Potência = 
Então, encontra-se que a potência será:
Potência = 3,69 kW​​​​​​​​​​​​​​
Resposta incorreta.
D. 
3,99kW.
Pelo gráfico, pode-se obter:
η = 85%
H = 16m
Potência = 
Então, encontra-se que a potência será:
Potência = 3,69 kW​​​​​​​​​​​​​​
Resposta incorreta.
E. 
3.19kW.
Pelo gráfico, pode-se obter:
η = 85%
H = 16m
Potência = 
Então, encontra-se que a potência será:
Potência = 3,69 kW​​​​​​​​​​​​​​
5. 
O valor de NPSH representa a altura necessária, na entrada de uma máquina hidráulica, para que não ocorra a cavitação do sistema. Resumidamente, o valor do NPHSDisponível tem que ser maior que o valor do NPSHRequerido, para que orisco de ocorrer a cavitação seja minimizado.
​​​​​​​Qual número adimensional pode ser utilizando no cálculo para obtenção do valor de NPSHRequerido em bombas ou turbinas?
Resposta incorreta.
A. 
Número de Froude.
O número de Thoma pode ser diretamente relacionado ao cálculo do NPSHRequerido por uma bomba hidráulica ou turbina. Seu valor é a relação do NPSH com a carga da bomba, sendo que, para não ocorrer cavitação, esse valor precisa superar um valor crítico a ser calculado para cada sistema.
​​​​​​​Número de Froude está relacionado à classificação (crítico, supercrítico ou subcrítico) de fluidos em escoamento livre. Número de Reynolds classifica o regime dos fluidos em laminar ou turbulento. Bernoulli, apesar de ser uma equação muito importante em hidráulica e mecânica de fluidos, não possui um número adimensional representativo.
Resposta incorreta.
B. 
Número de Reynolds.
O número de Thoma pode ser diretamente relacionado ao cálculo do NPSHRequerido por uma bomba hidráulica ou turbina. Seu valor é a relação do NPSH com a carga da bomba, sendo que, para não ocorrer cavitação, esse valor precisa superar um valor crítico a ser calculado para cada sistema.
​​​​​​​Número de Froude está relacionado à classificação (crítico, supercrítico ou subcrítico) de fluidos em escoamento livre. Número de Reynolds classifica o regime dos fluidos em laminar ou turbulento. Bernoulli, apesar de ser uma equação muito importante em hidráulica e mecânica de fluidos, não possui um número adimensional representativo.
Você acertou!
C. 
Número de Thoma.
O número de Thoma pode ser diretamente relacionado ao cálculo do NPSHRequerido por uma bomba hidráulica ou turbina. Seu valor é a relação do NPSH com a carga da bomba, sendo que, para não ocorrer cavitação, esse valor precisa superar um valor crítico a ser calculado para cada sistema.
​​​​​​​Número de Froude está relacionado à classificação (crítico, supercrítico ou subcrítico) de fluidos em escoamento livre. Número de Reynolds classifica o regime dos fluidos em laminar ou turbulento. Bernoulli, apesar de ser uma equação muito importante em hidráulica e mecânica de fluidos, não possui um número adimensional representativo.
Resposta incorreta.
D. 
Número de iterações.
O número de Thoma pode ser diretamente relacionado ao cálculo do NPSHRequerido por uma bomba hidráulica ou turbina. Seu valor é a relação do NPSH com a carga da bomba, sendo que, para não ocorrer cavitação, esse valor precisa superar um valor crítico a ser calculado para cada sistema.
​​​​​​​Número de Froude está relacionado à classificação (crítico, supercrítico ou subcrítico) de fluidos em escoamento livre. Número de Reynolds classifica o regime dos fluidos em laminar ou turbulento. Bernoulli, apesar de ser uma equação muito importante em hidráulica e mecânica de fluidos, não possui um número adimensional representativo.
Resposta incorreta.
E. 
Número de Bernoulli.
O número de Thoma pode ser diretamente relacionado ao cálculo do NPSHRequerido por uma bomba hidráulica ou turbina. Seu valor é a relação do NPSH com a carga da bomba, sendo que, para não ocorrer cavitação, esse valor precisa superar um valor crítico a ser calculado para cada sistema.
​​​​​​​Número de Froude está relacionado à classificação (crítico, supercrítico ou subcrítico) de fluidos em escoamento livre. Número de Reynolds classifica o regime dos fluidos em laminar ou turbulento. Bernoulli, apesar de ser uma equação muito importante em hidráulica e mecânica de fluidos, não possui um número adimensional representativo.