Lista Bombas OP1

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE VIÇOSA 
 CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS 
 DEPARTAMENTO DE QUÍMICA 
 
 
ENQ 310 – Operações Unitárias I 
Professor: Wagner Luís da Silva Faria (Matrícula: 10088-9) 
Lista de Exercícios – Bombas 
 
Questão 1: Uma bomba centrífuga de 457 mm de diâmetro, girando a 880 RPM com 
água a 20°C, produz os seguintes dados de desempenho: 
 
Q (L/s) 0.0 126.2 252.4 378.6 504.8 631.0 
H (m) 27.6 26.7 25.2 23.4 20.4 15.0 
P (HP) 100 112 130 143 156 163 
 
Propõe-se utilizar esta bomba para bombear água através do sistema esquematizado 
abaixo. O tubo é de aço comercial de 20 cm de diâmetro. Que vazão resultará em 
L/min? Essa é uma aplicação eficiente? 
 
 
Questão 2: A bomba do exemplo anterior, girando a 880 RPM, deve bombear água a 
20°C através de 75 m de tubo de aço galvanizado na horizontal. Todas as outras perdas 
no sistema são desprezadas. Determine o diâmetro do tubo a ser utilizado para operar no 
rendimento máximo da bomba. 
 
Questão 3: Os dados de desempenho para uma bomba comercial pequena são os 
seguintes: 
 
Q (L/s) 0 0.63 1.26 1.89 2.52 3.15 3.78 4.41 
H (m) 22.9 22.9 22.6 22.0 20.7 18.9 14.3 7.2 
 
Essa bomba fornece água a 20°C para uma mangueira de jardim (ε=0.254 mm) 
posicionada horizontalmente que tem 16 mm de diâmetro e 15.2 m de comprimento. 
Calcule a vazão de operação da mangueira. 
 
Questão 4: Foi pedido para você considerar uma bomba geometricamente semelhante à 
bomba de 9 pol da série Taco 4010 (figura abaixo). Para fornecer 75,7 L/s a 1500 RPM, 
determine o valor correto (a) do diâmetro do rotor, (b) da potência no PMR, (c) da altura 
de carga na vazão nula e (d) do rendimento máximo. O fluido é querosene em vez de 
água. 
 
 
 
Questão 5: Os testes, segundo a Byron Jackson Co., de uma bomba centrífuga de 14.62 
pol de diâmetro, operando a 2134 RPM com água a 20°C, apresentam os seguintes 
dados: 
 
Q (L/s) 0 56.6 113.2 169.8 226.4 283.0 
H (m) 103.6 103.6 103.6 100.6 91.4 67.1 
P (HP) 135 160 205 255 330 330 
 
(a) Determine o ponto de máximo rendimento da bomba. 
(b) Calcule a máxima vazão possível. 
 
Deseja-se agora construir uma bomba geometricamente semelhante para fornecer 410 
L/s de gasolina a 20°C em 1060 RPM. Calcule: 
 
(c) diâmetro do rotor. 
(d) altura de carga. 
(e) potência de eixo. 
(f) rendimento máximo. 
 
Questão 6: A bomba do exercício anterior é aumentada proporcionalmente para um 
diâmetro de 18 pol, operando água no ponto de rendimento máximo a 1760 RPM. A 
NPSH obtida experimentalmente é 4.9 m, e a perda por atrito entre a entrada e a bomba 
é 6.7 m. A NPSH será suficiente para evitar a cavitação, se a entrada da bomba é 
posicionada a 2.7 m abaixo da superfície de um reservatório ao nível do mar? 
 
 
Questão 7: A bomba do exercício 5, operando a 2134 RPM, é utilizada fornecer água a 
20°C para o sistema abaixo. Se a bomba está operando no ponto de máximo rendimento 
(PMR), qual é a elevação z2 apropriada? 
 
 
 
Questão 8: A altura de sucção positiva líquida requerida (NPSHR) por uma bomba pode 
ser expressa aproximadamente como uma função parabólica da vazão volumétrica. O 
NPSHR para uma dada bomba, operando a 1750 RPM com água, é dado por NPSHR=H0 
+ AQ2, onde H0=10 ft de água e A=4.1*10-5 ft/(gpm)2. Considere que o sistema de 
alimentação da sucção da bomba consiste em um reservatório, cuja superfície está 20 ft 
acima da linha de centro da bomba, de uma entrada de borda viva, 20 ft de tubo de ferro 
fundido de 6 in de diâmetro, e um cotovelo de 90°. Calcule a vazão volumétrica a 68°F 
para a qual a altura de carga de sucção é suficiente para operar essa bomba sem 
cavitação. 
 
Questão 9: A cidade de Englewood, no Colorado, é abastecida com água do South 
Platte River, na elevação de 5280 ft. A água é bombeada para reservatórios de 
armazenagem na elevação de 5310 ft. O diâmetro interno da tubulação de aço é 27 in; 
seu comprimento é 5800 ft. A instalação foi projetada para uma capacidade inicial de 31 
cfs (pés cúbicos por segundo). Calcule e trace a curva de resistência do sistema. 
Especifique um sistema apropriado de bombeamento e a potência requerida para o 
serviço. 
 
Dica: Utilizar apêndice D do Fox.