Exercícios Bombeamento

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Exercícios Operações Unitárias I: Bombeamento
Uma bomba no sistema mostrado retira água a 25°C de um poço e descarrega-a em um reservatório aberto. A tubulação é de carbono, com diâmetro nominal de 4 in (40S). A vazão de projeto é de 800 L/min. Selecione, no catálogo da KSB, uma bomba para esta aplicação, caso ocorra cavitação faça alterações para corrigir o fenômeno indesejado. Obs. As medidas do desenho estão em pés. 
(Resp. Bomba centrífuga da KSB rotação de 3500 rpm, 40-250 e com com rotor 250 mm; NPSHR=3,7 m.c.a. NPSHD=7,23 m.c.a. Usando margens de segurança de 15%)
Considerando o sistema mostrado na Figura. Selecione uma bomba mostrando todos os cálculos para bombear suco de uva como indicado. Considere uma velocidade de escoamento de aproximadamente 1,0 m/s e arredonde o diâmetro da tubulação de aço inox STD para mais na sucção e para menos da descarga.
 
(Resp. Bomba centrífuga da KSB rotação de 3500 rpm, 32-250.1 e com com rotor 220 mm; NPSHR=2,3 m.c.a. NPSHD=12,8 m.c.a. Usando margens de segurança de 15%)
Numa linha de processamento de um fluido, este é transportado alternadamente de um tanque de recepção A até os tanques B, C e D para posterior tratamento. Considerando que o tempo de enchimento de cada tanque seja de 20 minutos, projete:
a) O sistema de tubulação considerando uma velocidade econômica de 1,0 m/s; 
b) Selecione a bomba de tal maneira que o tempo de enchimento de cada tanque não exceda 20 minutos; 
c) Qual será a potência consumida pela bomba se a eficiência da mesma é de aproximadamente 60%; 
d) Qual será o custo mensal de funcionamento da bomba se o custo da energia elétrica é de R$0,35/kWh e com a bomba trabalhando 10 h/dia? 
Dados: 
Densidade = 1040 kg/m³; 
Viscosidade = 10 cP; 
Pvapor 25ºC = 30 mmHg; 
Volume do tanque A = 14000 litros; 
Diâmetro do tanque A = 2,25 m; 
Volume dos tanques B, C e D = 2500 litros; 
Diâmetro dos tanques B, C e D = 1,5 m.
Foi solicitado, a um engenheiro, que projetasse um sistema de bombeamento que permitisse enviar água para 2 reservatórios localizados em níveis diferentes. O sistema deveria bombear no mínimo 10 m3 por hora de água, para um único reservatório de cada vez, sendo o controle feito através da abertura de registros do tipo gaveta (R.G.). O solicitante gostaria de utilizar uma bomba, que ele já possui, cuja curva característica é dada para o rotor de 147 mm. Diga se a operação será possível para a vazão requerida. (Resp. HB = 37,6 m.c.a. (15% de margem de segurança), portanto a bomba pode ser utilizada)
 
Dados: Tubo de aço 2 ½” 40 S de rugosidade 0,20 mm na sucção e tubo de aço 2” 40 S de rugosidade 0,20 mm na descarga e, ( = 1 g/cm3 ( = 1 cP, NPSHr =3 m.c.a.
A instalação mostrada na figura deve transportar água (µ = 1 cP, ( = 1000 kg/m³) de uma lagoa para um reservatório aberto, a uma vazão de 2 L/s. Dispõe-se de 2 bombas A e duas bombas B, cujas características estão no gráfico. O serviço pode ser realizado com estas bombas? Justifique com cálculos e explique como deve ser a instalação. Os tubos são de aço galvanizado 2”, série 40. As válvulas são de disco, globo e portinhola, na sequência. 
(Resp. A carga necessária é de 12,9 m.c.a., portanto podem ser utilizadas as duas bombas A em série)
Refaça o exercício 3 utilizando as condições médias de velocidade econômica (tabela aula).
Refaça o exercício 6 utilizando as condições médias de velocidade econômica (tabela aula).