PROVA N2 (A5) - MAQUINAS HIDRAULICAS

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PERGUNTA 1 
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. 
 
PERGUNTA 2 
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. 
 
 
PERGUNTA 3 
A teoria de semelhança mecânica permite a construção de várias curvas 
características de uma bomba; basta que se conheça a curva característica em uma 
determinada rotação e a nova rotação. A figura mostra duas curvas características 
para a mesma bomba, submetida a rotas diferentes, n1 e n2. A teoria de semelhança 
mecânica permite antever essas modificações. Os pares de pontos (A1 e A2) e (B1 e B2) 
são chamados de pontos homólogos. 
 
 
 
Fonte: Baptista e Lara (2010, p. 154). 
#PraCegoVer:a figura mostra duas curvas características em um mesmo gráfico de 
altura manométrica versus vazão para a mesma bomba centrífuga, submetida a rotas 
diferentes, n1 e n2. O eixo vertical, que representa a altura manométrica H, possui 4 
pontos indicados como: HmB1, HmA1, HmB2 e HmA2, respectivamente de baixo para 
cima. O eixo horizontal, que representa a vazão Q, possui 4 pontos, QA1, QA2, QA3 e 
QA4, respectivamente, da esquerda para a direita. A curva 2, que está na parte superior 
do gráfico, decresce, rapidamente, da esquerda para a direita. Ela contém dois pontos 
(A2 e B2), que estão projetados sobre o eixo das vazões. O primeiro ponto, mais à 
esquerda, é o ponto A2, que está projetado sobre o ponto QA2, por meio de uma linha 
vertical pontilhada. O segundo ponto, mais à direita, é o ponto B2, que está projetado 
sobre o ponto QB2, por meio de uma linha vertical pontilhada. Logo abaixo, encontra-se 
a curva 1, que está na parte superior do gráfico. Ela decresce, rapidamente, da 
esquerda para a direita. Contém dois pontos (A1 e B1), que estão projetados sobre o 
eixo das vazões. O primeiro ponto, mais à esquerda, é o ponto A1, que está projetado 
sobre o ponto QA1, por meio de uma linha vertical pontilhada. O segundo ponto, mais à 
direita, é o ponto B1, que está projetado sobre o ponto QB1, por meio de uma linha 
vertical pontilhada. Os pares de pontos (A1 e A2) e (B1 e B2) são chamados de pontos 
homólogos, pois possuem a mesma eficiência, devido à manutenção da semelhança 
mecânica. 
 
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. Os pares de pontos (A1 e A2) e (B1 e B2) são chamados de pontos homólogos, pois 
possuem a mesma eficiência. 
Pois: 
II. Os pares de pontos (A1 e A2) e (B1 e B2) são obtidos devido à manutenção das 
condições de semelhança mecânica. 
 
A seguir, assinale a alternativa correta. 
 
PERGUNTA 4 
A velocidade específica é definida como a relação entre o coeficiente de potência e o 
coeficiente de carga, como mostra a seguinte equação: 
 
A figura a seguir mostra a eficiência máxima como função da velocidade específica 
para os três tipos principais de turbina: 
 
Figura - Gráfico de rendimento das principais turbinas hidráulicas versus velocidade 
específica 
Fonte: Çengel e Cimbala (2015, p. 704). 
#PraCegoVer: a figura apresenta um gráfico que relaciona a eficiência máxima como 
função da velocidade específica para os três tipos principais de turbina. À esquerda, 
encontra-se o eixo vertical dos rendimentos, em ordem crescente, de baixo para cima, 
com os seguintes valores: 0,5, 0,6, 0,7, 0,8, 0,9 e 1. Na região inferior, encontra-se o 
eixo horizontal, com as potências em ordem crescente, da esquerda para a direita, e 
os seguintes valores: 0,01, 0,02, 0,05, 0,1, 0,2, 0,5, 1, 2, 5 e 10. Na região central do 
gráfico, da esquerda para a direita, são expostos os seguintes tipos de turbina: 
impulso, Francis e Kaplan. 
Com base nos seus conhecimentos sobre o assunto, na expressão matemática de 
velocidade específica e na análise da figura apresentada, leia as afirmativas a seguir e 
assinale V para Verdadeiro e 
F para Falso: 
 
I. ( ) Duas turbinas hidráulicas mecanicamente semelhantes possuem os mesmos 
valores de velocidade específica. 
II. ( ) As turbinas do tipo Kaplan operam com maiores velocidades específicas, quando 
comparadas às turbinas Francis e de impulso. 
III. ( ) A mudança na massa específica do fluido não alterna o cálculo de velocidade 
específica da turbina hidráulica. 
IV. ( ) As turbinas de impulso operam com menores velocidades específicas, quando 
comparadas às turbinas Francise Kaplan. 
 
Agora, marque a alternativa que apresenta a sequência correta: 
 
 
PERGUNTA 5 
Máquinas hidráulicas também são conhecidas como turbomáquinas e podem ser 
classificadas em grupos e subgrupos, de acordo com a transformação de energia que 
realizam, considerando energia mecânica, hidráulica, fluidos e seus funcionamentos. 
 
A respeito dos tipos de máquinas hidráulicas, analise as afirmativas a seguir e 
assinale V para a(s) Verdadeira(s) e F para a(s) Falsa(s). 
 
I. ( ) As bombas hidráulicas transformam energia mecânica em energia hidráulica. 
II. ( ) A turbomáquina de deslocamento positivo possui, em seu funcionamento, energia 
mecânica. 
III. ( ) As turbinas hidráulicas convertem totalmente energia mecânica em elétrica. 
IV. ( ) As máquinas hidráulicas mantêm a massa específica dos fluidos, do início ao fim 
de seu escoamento. 
 
Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta. 
 
PERGUNTA 6 
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. 
 
PERGUNTA 7 
As turbinas hidráulicas são dispositivos que consistem em uma carcaça, um rotor, um 
distribuidor e um tubo. Esses equipamentos convertem a energia hidráulica do fluido 
em energia mecânica para que o gerador acoplado a transforme em energia elétrica. A 
voluta (ou carcaça) é o elemento que abriga os componentes da turbina, o rotor é o 
componente responsável pelas transformações de energia, e o distribuidor ajuda a 
direcionar o fluxo, contribuindo com os processos de transformação de energia. As 
turbinas hidráulicas podem ser classificadas como de deslocamento positivo ou 
turbinas dinâmicas. 
 
A respeito das turbinas hidráulicas e suas classificações, analise as afirmativas a 
seguir e assinale V para Verdadeiro e F para Falso: 
 
I. ( ) As turbinas de deslocamento positivo, geralmente, são utilizadas para medir 
vazão ou volume de fluido. 
II. ( ) As turbinas dinâmicas podem ser utilizadas tanto para medir vazão quanto em 
processos de geração de energia, sendo classificadas em dois subtipos: turbinas de 
ação (impulso) ou de reação. 
III. ( ) Nas turbinas de ação, a pressão estática aumentará dentro do rotor. Alguns 
exemplos são: turbinas Kaplan, turbinas Francis e turbinas Hélice. 
IV. ( ) Nas turbinas de reação, verifica-se uma redução na pressão estática do fluido 
ao passar pelo rotor. Três bons exemplos são: turbinas Kaplan, turbinas Francis e 
turbinas Hélice. 
 
Agora, marque a alternativa que apresenta a sequência correta: 
 
PERGUNTA 8 
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” potência versus 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. 
 
 
 
PERGUNTA 9 
As relações de semelhança são muito úteis para fazer previsões operacionais entre 
turbinas geometricamente semelhantes. As expressões a seguir mostram as relações 
envolvendo as grandezas: diâmetro do rotor, altura de queda-d’água (carga líquida) e 
vazão volumétrica da turbina hidráulica, do protótipo e do rotor. 
 
 
Um protótipo de uma turbina Francis é projetado para operar com carga líquida de 200 
m e vazão de 10 m³/s em uma hidrelétrica, a partir de um modelo com diâmetro de 160 
mm. 
No ponto de eficiência máxima, o modelo vai operar com QM = 8 m³/s e HM = 100 m. O 
modelo e o protótipo terão a mesma rotação. 
 
Diante do exposto, assinale a alternativa correta sobre a vazão do protótipo: 
 
 
 
 
 
 
PERGUNTA 10 
Existem várias medidas que podem contribuir com a prevenção do fenômeno da 
cavitação. Além de aplicar as margens de segurança, é importante garantir certa 
distância entre os possíveis valores da pressão de vapor do líquido em relação à 
pressão do fim da linha de sucção, ou seja, aquela presente na entrada da bomba. 
Cabe ressaltar que a pressão de vapor do líquido é uma função da temperatura local, 
e tal observação ajudará o NPSH disponível a permanecer sempre acima do NPSH 
requerido. 
 
Sobre o fenômeno da cavitação, assinale a alternativa correta: 
 
 
 
 
 
 
A única errada é a 5