maquinas de fluxo exercicio

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Estudar Máquinas de Fluxo, Justifica a relevância dentro do contexto da Engenharia Mecânica: São máquinas de transformação de energia, essa sendo útil ao homem. Hoje, tiramos proveito de várias Máquinas de Fluxo. Obtemos água pressurizada de uma torneira, usamos um secador de cabelos, dirigimos um carro no qual máquinas de fluxo operam os sistemas de lubrificação, refrigeração e direção, e trabalhamos num ambiente confortável provido com circulação de ar, na indústria existe uma série de sistemas e equipamentos que utilizam máquinas para movimentação e transporte de fluidos. Todos estes processos estão relacionados com a energia e seus processos de transformação onde a máquinas de fluxo estará instalada. A lista poderia ser estendida indefinidamente. 
1ª Questão - Para o dimensionamento e a otimização energética de um sistema onde estão inseridas as máquinas de fluxo, o Engenheiro deve aplicar seus conhecimentos adquiridos em maquinas de fluxo, fenômenos de transporte e escoamento de fluídos. As máquinas têm seu funcionamento definido através de três grandezas básicas distintas, consideradas como características fundamentais das máquinas hidráulicas. Quais são elas? 
R: Fluxo do fluido; variação de energia específica do fluído; características cinemáticas.
2ª Questão - O manômetro e vacuômetro de uma instalação de bombeamento de água marcam respectivamente 5,0 Kgf/cm2 e 0,3 Kgf/cm2 . Faça uma avaliação da instalação e verifique se ela está operando dentro das condições do projeto. Justifique a avaliação. Dados do Projeto: Vazão: 45m3 /h Altura manométrica: 40 mca 
R: 1kgf/cm²=10,33mca (arredondado para 10)
5,0 kgf/cm² x 10 = 50 mca (manômetro)
0,3 kgf/cm² x 10 = 3mca (vacuômetro)
3ª Questão - Um fabricante fornece um NPSH da bomba conforme catálogo abaixo. Água é bombeada desde um reservatório com uma vazão de 140 m³/h. O nível do reservatório de aspiração está a 1,93m abaixo da bomba. A pressão atmosférica é igual a 1,073 kfg/cm² a temperatura da água é de 40ºC. Se a perda de carga total na sucção é igual a 1,12 m, verifique se a bomba entra em cavitação nas condições acima?
R: 
A bomba não entrará em cavitação.
4ª Questão - Determinar a potência aproveitada pelo fluído na bomba centrífuga do sistema abaixo e selecionar uma bomba centrífuga para o sistema de bombeamento d’água, cuja vazão = (Q) 80m3 /h e altura manométrica total AMT = (H) 30 mca. Justificar a resposta. 
5ª Questão - O gráfico a seguir representa curvas do sistema de bombeamento, em que H é a altura manométrica total, dada em m de coluna d'água, e Q é a vazão volumétrica, dada em L/s. (Questão ENADE 2017 Engneharia Mecânica)
Para atender a essa instalação, pode-se utilizar só uma bomba ou duas iguais, associadas em paralelo ou em série. 
Com base nas informações apresentadas no texto e na análise do gráfico, verifica-se que a curva: 
A - "A" representa uma associação em paralelo, e o ponto de operação indica vazão de 145 L/s e altura manométrica de 70 m, aproximadamente. 
B - "B" representa uma associação em série, e o ponto de operação indica vazão de 111 L/s e altura manométrica de 56 m, aproximadamente. 
C - "B" representa uma associação em paralelo, e o ponto de operação indica vazão de 111 L/s e altura manométrica de 56 m, aproximadamente. 
D - da bomba, sem estar associada, fornece ao sistema vazão de 160 L/s para altura manométrica de 58 m, aproximadamente. 
E - "A" representa uma associação em série, e o ponto de operação indica vazão de 92 L/s e altura manométrica de 50 m, aproximadamente. 
6ª Questão - Uma empresa de saneamento básico, visando à redução do consumo energético, instalou, em suas estações de tratamento de água, bombas de alta eficiência. As novas bombas possuem dispositivos para monitoramento e controle contínuos. Entre os parâmetros monitorados nas bombas de alta eficiência, incluem-se temperatura dos rolamentos do motor e da bomba, rotação do motor e vazão da bomba. Para a captação dos dados relacionados a esses parâmetros, são utilizados, respectivamente, os seguintes instrumentos de medição: (Questão ENADE 2017 Engenharia Mecânica) 
A - voltímetro, encoder e rotâmetro. 
B - termopar, tacômetro e rotâmetro. 
C - tacômetro, rotâmetro e pirômetro. 
D - termopar, pirômetro e tubo de Venturi. 
E - voltímetro, amperímetro e tubo de Venturi. 
7ª Questão - Considere que, para abastecer uma cidade de 360 000 habitantes, será construída uma nova estação de tratamento de água (ETA), com vazão total de 3 600 m3 /h. O engenheiro responsável pelo projeto da ETA calculou que a bomba hidráulica do tipo centrífuga, responsável pelo processo de filtragem, deve vencer a altura estática de 3 m, a perda de carga deve ser de 42 m e o peso específico da água igual a 10 kN/m3 . A bomba escolhida tem modernas características construtivas e, de acordo com informações técnicas obtidas no manual do fabricante, há a garantia de que o conjunto moto-bomba apresenta rendimento global de 50%. Considerando a situação apresentada, conclui-se que a potência do motor elétrico que acionará a bomba hidráulica da referida ETA corresponde a (Questão ENADE 2023 Engenharia Mecânica) 
A 30 kW. 
B 60 kW. 
C 450 kW. 
D 840 kW. 
E 900 kW. 
Altura estática: 𝐻𝑒=3m
Perda de carga: Hp=42m
Peso específico da água: 𝛾=10kN/m³>>10000N/m³
Rendimento global:𝜂=50%>>0,5
Altura manométrica: Ht​=He​+Hp​=3+42=45m
Vazão: Q= 3600/3600= 1m³/s
Potência hidráulica (sem perdas):
Phid​=γ⋅Q⋅Ht​
 Phid=10.000⋅1⋅45=450.000>> W=450 kW
Potência no motor com rendimento:
Pmotor= Phid/ η= 450/0,5= 900kW
8ª Questão - Na sua empresa você está com a necessidade de dimensionar uma bomba centrifuga para uma instalação de bombeamento de água a 30°C. Considere que os dados necessários para o dimensionamento da bomba constam abaixo. Requisitos do projeto: • Peso específico da água 1000 Kgf/m³) • Eficiência da bomba de 70%. • Pressão Atmosférica 10,33 mca • Tubulação de aço galvanizado
Roteiro para o Dimensionamento 
a) Determine a perda de carga total;
 b) Determine a potência requerida para o bombeamento; e selecione o motor; 
c) Selecione o modelo de bomba ideal para o sistema. (Carta anexo) 
d) Após consultar o estoque você verificou que existe no estoque uma bomba que atende os requisitos de vazão e pressão, porém com NPSH requerido igual a 3,897mca. Esta bomba irá operar satisfatoriamente no sistema? Justifique sua resposta analiticamente.
R:
A- Soma das perdas de carga:
Htotal= 2,00+0,50+0,50+0,4+1,20+7,00=12,6mca
B- Potência requerida:
Hm=Hgeometrico +vt= 37+12,6= 49,6mca
C- Selecionar modelo de bomba:
Vazão=36m³/h
Altura manométrica= 49,6mca
Tabela: 3500rpm>>modelo 32-200
	 1750rpm>>modelo 50-315
D- NPSH requerido- 3897mca
NPSH disp.= Patm-Hsuc-Hf suc-Hvapor
Patm=10,33mca
Hs=3m
Perda de carga sucção=2,0+0,5+0,5=3,0mca
Hvapor=30ºc=0,43mca
NPSHa= 10,33-3-3-0,43=3,9mca
NPSHa=3,9 NPSHr=3,897>> a bomba opera no limite.
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