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06ª Lista de Máquinas Hidráulicas

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UFPB-CT-DEM							Prof. Dr. Jacques C. Santos
									Aluno: Jairo B. Dias - 10321161
ESTUDO DIRIGIDO – (Lista 06)
MECÂNICA DOS FLUIDOS APLICADA ÀS MÁQUINAS HIDRÁULICAS
(Condições de funcionamento das bombas relativamente aos encanamentos)
1. Mostre que a altura útil de elevação pode ser dada por Hu = he + Ja + Jr + [(V32)/(2g)].
Sabemos que:		Hu = [(p3/Υ) + (i) + (V32/2g)] – [(p0/Υ) + (V02/2g)]
Uma vez que:		H = [(p3/Υ) – (p0/Υ) + (i)]
Então:			Hu = H + [(V32 – V02)/2g]
Sabemos também que:	H = (ha + hr) + Ja + Jr + [(V02)/2g]
Uma vez que: 			he = ha + hr
Então:				H = he + Ja + Jr + [(V02)/2g]
Teremos então:		Hu = he + Ja + Jr + [(V02)/2g] + [(V32 – V02)/2g]
Ficando assim demonstrado que:	Hu = he + Ja + Jr + [(V32)/(2g)]
2. Admitindo que Hu = he + f(Q2), o que representa o termo f(Q2)?
Esse termo representa a soma das perdas de cargas sofridas por unidades de peso do líquido que percorre o encanamento com a variação da energia cinética do líquido em sua passagem pela bomba. Essa perda de carga varia praticamente com o quadrado da velocidade e, portanto, com o quadrado da descarga, quando não há alteração no encanamento. Esse termo também é denominado como sendo a curva característica do encanamento ou do sistema, pois ela de fato caracteriza as condições de escoamento no encanamento.
3. O que é “curva característica do sistema”?
É um gráfico que caracteriza as condições de escoamento no encanamento.
4. Qual a utilidade da curva característica do sistema?
Ela determina qual o valor da altura representativa da diferença de pressões que deva existir entre a saída e a entrada da bomba para que se obtenha uma desejada descarga ao longo de um encanamento dado. Ou seja, permite determinar quais as condições (valores de Q e H) com as quais uma bomba ligada a um dado encanamento irá funcionar.
5. Esboce a figura 7.2 (Macintyre).
6. O que é ponto de funcionamento da bomba?
É o ponto de equilíbrio natural do sistema bomba - encanamento. Ou seja, o ponto correspondente ao par ordenado (Q, H) único para o qual as curvas da bomba e do encanamento coincidam.
7. Como é traçada a curva do encanamento?
Calculam-se os valores de J para certo número de valores do descarregamento e somam-se esses valores à altura estática de elevação.
8. O que acontece no ponto P?
O ponto P deve corresponder ao rendimento máximo da bomba.
9. Quais as maneiras de regular a descarga da bomba?
Pela regulagem através do registro ou pela variação da velocidade.
10. Para que valores é possível regular a vazão atuando no registro?
É possível regular a descarga apenas para valores menores que a vazão de equilíbrio.
11. Descreva o que ocorre com o registro parcialmente fechado?
A descarga baixará, por exemplo, para o valor QM. Assim, a energia fornecida pela bomba será superior às resistências do encanamento. A sobra de energia EM, entretanto, se perde por turbulência no registro e no interior da bomba. Há um gasto inútil de energia devido a essa perda EM, e isso explica o baixo rendimento ηM da bomba quando funciona com descarga inferior ao seu “valor normal”. Desta forma, quanto menor for à descarga, tanto maior será o dispêndio inútil de energia.
12. Qual a desvantagem de regular a vazão atuando no registro?
É que a regulagem da vazão através do registro só é útil quando se pretende descargas inferiores à máxima compatível com a instalação.
13. Descreva detalhadamente os inconvenientes do funcionamento da bomba fora da condição de rendimento máximo?
Podem ocorrer:
Diminuição do rendimento _ que associa uma menor descarga ao menor rendimento.
Aumento do empuxo radial _ associado às desigualdades de distribuição das pressões nas bombas de voluta.
Aumento do empuxo axial _ associado à perda de eficiência em bombeamento com descargas reduzidas.
Irregularidade no escoamento dos filetes à entrada e saída do rotor _ associado ao “surge hidráulico” e ao “vórtice de recirculação”.
Elevação da temperatura na bomba _ associado às operações com vazões reduzidas.
14. Descreva detalhadamente os sistemas de recirculação controlada.
A recirculação contínua _ consiste num by-pass contendo uma placa de orifício que permite o retorno de parte do líquido para o reservatório de onde a água é bombeada.
A recirculação por meio de medição de descarga _ocorre quando a descarga se aproxima do mínimo recomendado pelo fabricante da bomba. A instrumentação que mede a descarga atua no sentido de abrir a válvula de controle da recirculação.
A recirculação automática _ o líquido só circula pelo by-pass quando a descarga que passa pela bomba se aproxima do valor mínimo recomendado pelo fabricante da bomba.
15. Esboce a figura 7.4 (Macintyre).
16. Explique o processo de bombeamento para um castelo d’água por bombas de características estáveis.
Castelo d'água é um reservatório de água elevado, constituído de uma torre com uma grande caixa d'água na parte superior. Geralmente é construído em local suficientemente alto para alimentar o sistema de abastecimento d'água.
Em seu funcionamento, a água é enviada do ponto de captação ao reservatório. Se a altitude do ponto de captação é inferior à altitude do reservatório, utilizam-se bombas para elevar o nível da água até este último. Em seguida a água é enviada, por gravidade, à rede de abastecimento.
17. Descreva uma bancada de ensaios de bombas. (Livro do Djalma)
É uma instalação que permite o levantamento das curvas características.
18. Descreva o processo de obtenção das curvas de uma bomba. (Livro do Djalma)
Para cada valor de vazão de recalque numa certa rotação são medidos os correspondentes valores da altura manométrica da potência necessária do acionamento e do rendimento.

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