Avaliação Final (Discursiva) - Individual (Cod 889707)

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Avaliação Final (Discursiva) - Individual (Cod.:889707)
Máquinas de Fluxo (EMC113)
Prova: 70327852 / Período para responder: 18/09/2023 - 03/10/2023
1- Em instalações de sistemas elevatórios ou de recalque de líquidos é comum selecionar a bomba centrífuga adequada para o sistema a partir de curvas características de modelos de bombas, fornecidas pelo fabricante, e curvas de demanda do sistema de tubulação. A figura no anexo desta questão ilustra um conjunto completo de curvas características para um modelo de bomba centrífuga com quatro diâmetros de rotores diferentes, incluindo conjuntos de carga hidráulica líquida (H) versus vazão volumétrica (descarga), curvas características de eficiência, NPSH requerido e de potência instalada da bomba. A equação da curva de demanda de um sistema de tubulação é dada a seguir. Nesta equação, a vazão volumétrica (Q) é dada em 'm³/s' e a carga hidráulica líquida é dada em 'm': 
CURVA DE DEMANDA DO SISTEMA DE TUBULAÇÃO. H = 50 + 270 x Q² 
Com base nas informações destas curvas características (anexo) e na equação da curva de demanda de um sistema de tubulação, calcule: 
a) A carga hidráulica líquida (H) necessária para a bomba operar nesse sistema com vazão de 300 m³/h. 
b) Determine, a partir da figura do anexo, qual o diâmetro de rotor para a bomba adequada neste sistema.
a) Portanto, para calcular a carga hidráulica líquida necessária para a bomba em função da vazão de operação, podemos utilizar a equação da curva de demanda do sistema de tubulação:
H=50+270 x Q²
Substituindo o valor da vazão de operação na equação:
H= 50 + 270 x (300/3600)² 
H= 50 + 270 x 0,00694444
H= 51,875m
b) Ao analisarmos os dados presentes na figura que representa a curva característica da bomba, constatamos que, para a vazão (Q) de 300 m³/h e a carga hidráulica líquida (H) de 51,875m, é indicado o uso de uma bomba cujo diâmetro do rotor é de 220 mm.
2- Considere uma bomba centrífuga utilizada no escoamento de água. A temperatura da água é 25 ºC (densidade = 997 kg/m³ e pressão de vapor = 3,169 kPa). A velocidade média do escoamento é de 1,65 m/s. A bomba está no nível do mar (g = 9,81 m/s²), as perdas de carga no trecho de sucção podem ser desprezadas e a bomba capta a água de um reservatório aberto, sendo a pressão absoluta na entrada da bomba igual à pressão atmosférica (101,3 kPa). 
Calcule a carga de sucção positiva líquida (NPSH disponível).
Para calcular a carga de sucção positiva líquida (NPSH disponível), utilizamos a fórmula:
NPSH = (P / ρg) + (V^2 / 2g) - (P_v / ρg)
Onde:
P = pressão absoluta na entrada da bomba (101,3 KPa)
ρ = densidade da água (997 kg/m³)
g = aceleração da gravidade (9,81 m/s²)
V = velocidade média do escoamento (1,65 m/s)
P_v = pressão de vapor da água (3,169 KPa)
Substituindo os valores na fórmula, temos:
NPSH = (P/pg+V^2/2g)-Pv/pg 
Primeiro passo, é fazer a conversão de pressão atmosférica de KPa para N/m²
Conforme a conversão temos o valor da pressão: 101300N/m²
Segundo passo vamos fazer a conversão da pressão do vapor de KPa para N/m²
Conforme a conversão temos o valor fica = 3169N/m²
Onde temos;
NPSH =(101300N/m² / (9 97Kg/m³ * 9,81m/s² + (1,65m/s)² / (2*9,81m/s²)) - 3169N/m²/ (997Kg/m³ * 9.81m/s²) = 
NPSH = 10,357 + 0,1402 - 0,324
NPSH = 10,1732m
Portanto, a carga de sucção positiva líquida (NPSH disponível) é de 10,1732 metros.
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