Avaliação Final (Discursiva) - Individual

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17/04/2024, 10:00 Avaliação Final (Discursiva) - Individual
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GABARITO | Avaliação Final (Discursiva) - Individual
(Cod.:954282)
Peso da Avaliação 2,00
Prova 79572311
Qtd. de Questões 2
Nota 10,00
No escoamento de líquidos pode ocorrer a redução da pressão local na linha de sucção ou dentro 
da bomba centrífuga. Se a pressão na sucção reduzir a um valor abaixo da pressão de vapor 
(saturação) do líquido na dada temperatura, o líquido ferve e forma as bolhas de cavitação nestes 
locais. Estas bolhas sofrem colapso (implosão) quando atingem regiões de pressões maiores dentro da 
bomba, o que prejudica a operação do sistema e danifica a bomba. Com base no fenômeno de 
cavitação, defina e explique qual é o efeito da altura de sucção da bomba no cálculo do parâmetro 
NPSH disponível e o que pode ser executado para aumentar o valor do NPSH disponível com base na 
altura de sucção da bomba.
Resposta esperada
A altura de sucção da bomba se refere à distância da superfície livre do líquido que está sendo
captado até a entrada na flange da bomba. Esta altura pode ser positiva, nos casos em que o
reservatório se encontra acima do nível da bomba; ou negativa, nos casos em que o reservatório
se encontra abaixo do nível da bomba.
Com o objetivo de aumentar o valor do NPSH disponível do sistema e evitar a ocorrência de
cavitação na bomba, podem ser adotadas algumas ações:
- Aumentar a pressão da coluna de líquido elevando a altura do reservatório de sucção acima do
nível da bomba.
- Baixar o nível da bomba, aproximando-a do reservatório de sucção (quando altura de sucção é
negativa).
- Aumentar o nível de líquido dentro do reservatório de sucção.
Cada uma dessas alternativas deve ser analisada em termos econômicos e sua possibilidade de
execução de acordo com o layout da instalação do sistema de escoamento.
Minha resposta
Tubulação rugosa, conexões e válvulas na linha de sucção atuam como resistência à passagem do
líquido em direção à bomba. O atrito e a presença de acessórios na tubulação aumentam as
perdas de carga do fluido, reduzindo o valor do NPSH disponível do sistema. Portanto, o valor
das perdas de carga na sucção deve ser o menor possível. A melhor maneira de se reduzir perdas
de carga na sucção é aumentando o diâmetro da tubulação. Esta ação diminui o atrito do líquido
com a parede do tubo em função da redução da velocidade de escoamento, além de reduzir a
influência das rugosidades da superfície interna do tubo sobre o líquido. Com o objetivo de
aumentar o valor do NPSH disponível do sistema e evitar a ocorrência de cavitação na bomba,
podem ser adotadas as seguintes ações associadas ao termo de perdas de carga na sucção: *
Aumentar o diâmetro da tubulação de sucção; * Reduzir o número de acessórios instalados na
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tubulação de sucção; * Reduzir a viscosidade do líquido com aquecimento (esta ação aumenta a
pressão de vapor do líquido); * Quando possível, utilizar tubos novos ou com baixa rugosidade.
Retorno da correção
Parabéns, acadêmico, sua resposta atingiu os objetivos da questão e você contemplou o esperado,
demonstrando a competência da análise e síntese do assunto abordado, apresentando excelentes
argumentos próprios, com base nos materiais disponibilizados.
[Laboratório Virtual – Experimento de Reynolds] Na prática experimental do laboratório virtual desta 
disciplina, você conheceu o Experimento de Reynolds, executado para observação e caracterização 
dos regimes de escoamento de um fluido com base nas forças inerciais e forças viscosas atuantes.
Considere as equações que descrevem o cálculo da vazão volumétrica do escoamento e do número de 
Reynolds e analise a seguinte situação:
Um professor de mecânica dos fluidos propôs para os alunos realizar o experimento de Reynolds 
utilizando água como líquido no escoamento. O experimento deve ser conduzido em uma tubulação 
de diâmetro constante e em regime permanente de escoamento (vazão constante ajustada), porém um 
dos experimentos ocorre com um valor de vazão volumétrica menor (2 L/min) e outro experimento 
ocorre com valor de vazão volumétrica maior (4,5 L/min). Explique em qual dos dois experimentos 
os alunos encontrarão a maior velocidade de escoamento e o maior número de Reynolds?
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Resposta esperada
No experimento conduzido com maior valor de vazão volumétrica (4,5 L/min), a velocidade do
escoamento será maior em comparação ao experimento utilizando menor valor de vazão
volumétrica (2 L/min). Isso ocorre porque a vazão é mantida constante em cada experimento e o
diâmetro da tubulação também é constante (mantendo a área de seção transversal do tubo
constante). Portanto, nestas condições, qualquer aumento de vazão volumétrica causará aumento
na velocidade de escoamento para manter o regime permanente. O fluido utilizado nos dois
experimentos é igual, portanto a densidade absoluta e a viscosidade do fluido são constantes. A
área de seção transversal do tubo também é constante, assim, o experimento com maior
velocidade e maior vazão volumétrica terá maior valor de número de Reynolds (Re).
Minha resposta
Um dos fatores que influencia na velocidade de escoamento e no número de Reynolds e a área do
tubo e como ele não altera no experimento, partimos para a próxima variável. ( Atubo = p * d² / 4
). Para se calcular a velocidade de escoamento deve-se ter o valor de ( Q ) como o valor foi dado
2l/min e 4,5l/min teríamos que usar a fórmula ( Q = Vmédia * Atubo ), mas como queremos
saber a velocidade de escoamento teríamos que mudar a fórmula para ( Vmédia = Q / A ), e
mantendo constante a área do tubo constante, pode-se dizer que quanto menor a vazão, menor a
velocidade. Então os alunos acharam uma velocidade de escoamento maior no segundo
experimento ( Q = 4,5L/min ), porque quanto maior a vazão volumétrica, maior será a velocidade
de escoamento. Para determinar o número de Reynolds utilizaremos a fórmula Red = P * Vmédia
* D / u, como o que varia na fórmula é a velocidade média, podemos dizer que quanto maior a
velocidade média, maior será o número de Reynolds. Então os alunos encontraram o número de
Reynolds maior no segundo experimento, pois sua velocidade de escoamento é maior. Portanto o
valor da velocidade de escoamento encontrado é ( Q = 4,5L/min ).
Retorno da correção
Parabéns, acadêmico, sua resposta atingiu os objetivos da questão e você contemplou o esperado,
demonstrando a competência da análise e síntese do assunto abordado, apresentando excelentes
argumentos próprios, com base nos materiais disponibilizados.
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