Bombas - Lista 1

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO CARLOS 
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA QUÍMICA 
 
OPERAÇÕES UNITÁRIAS 
 
Lista de Exercícios 1 
(Bombas) 
 
1. Através das curvas características fornecidas por fabricantes, especificar a bomba 
para cada um dos seguintes pares de vazão (Q) e altura manométrica (H). 
a) Q = 225 gal/min; H = 80 pés ( Fig. A16.1 e Fig.A16.2) 
b) Q = 120 m3/h; H = 70 m (Fig. A16.3) 
c) Q = 240 m3/h; H = 115 m (Fig. A16.4 e Fig. A16.6) 
d) Q = 115 m3/h; H = 45 m (Fig. A16.5 e Fig. A16.7) 
Na especificação deve constar: fabricante, modelo, diâmetro do rotor, rendimento, 
NPSHr, potência e rotação. 
 
2. Traçar a curva característica de uma tubulação de PVC com diâmetro interno de 0,1 
m para bombear água entre dois tanques abertos até a vazão máxima de 150 m3/h, 
sendo a diferença de altura estática igual a zero e sabendo que o comprimento total 
das tubulações de sucção e de descarga é de 700 m. (Utilize a equação de Hazen-
Williams para o cálculo da perda de carga e despreze as perdas localizadas em 
acidentes.) Resolva o problema também para a altura estática de 10 m. 
 
3. Suponhamos ser de 3,0 m o NPSH de uma certa bomba instalada a 600 m de 
altitude. Se a água circulante estiver a 65°C e a perda de carga na sucção for de 1,5 
m, qual a altura máxima da sucção permitida ? Dados: 
- Pressão atmosférica numa altitude de 600 m = 9,77 m.c.a. (H2O a 65°C); 
- Pressão de vapor da água = 2,50 N/cm2; 
- Densidade da água a 65°C = 0,981 g/cm3. 
 
4. Escolher a bomba adequada (especificar o modelo, diâmetro do rotor, eficiência e 
NPSHreq) para o sistema de bombeamento de água abaixo, que deve ser operado 
na vazão de 50 m3/h. Dados: 
- Tubulação de aço DN = 31/2 in (no de série 40S) 
- Peso específico da água = 9,8 × 103 N/m3; 
- Viscosidade cinemática da água (µ/ρ) = 1,13 × 10-6 m2/s; 
- Temperatura da água = 20°C; 
- 1 atm = 1,013 × 105 N/m2 = 760 mmHg. 
Checar o NPSH disponível e o requerido. A bomba cavitará? 
 
5. Deve-se bombear água a vazão de 45 m3/h de um reservatório de grandes 
dimensões para um tanque pressurizado (pressão manométrica = 0,5 atm). As 
tubulações de sucção e de descarga são de aço comercial 3 ½” 40 S. Sabendo-se 
que a bomba está situada a 6 m acima da superfície da água no reservatório e que o 
nível de água no tanque pressurizado mantém-se 5 m acima da bomba, solicita-se: 
a) Determinar a altura manométrica do sistema; 
 b) Especificar a bomba utilizada para realizar o bombeamento. Sugestão bomba 3 × 
4 – 10 da Goulds pumps. 
 c) Avaliar se haverá cavitação. 
 
Dados: 
- Comprimento total da tubulação da sucção = 8m; 
- Comprimento total da tubulação de descarga = 12m; 
- Densidade da água = 1.000 kg/m3; 
- Pressão de vapor da água = 872 N/m2; 
- 1 atm = 1,013 × 105 N/m2; 
- 1 ft = 0,3048 m. 
 
Considerar que a perda de carga na tubulação (incluindo os acessórios) pode ser 
dada pela equação lwf ’ (m) = 5,5 × 10-5 L Q2, na qual L é o comprimento da 
tubulação e Q a vazão volumétrica (m3/h). 
 
6. Determinar o ponto de operação da bomba utilizada para bombear água de um 
reservatório a outro, como mostrado na figura abaixo. Sabe-se que o modelo da 
bomba é INI 40-250, velocidade de rotação igual a 1750 rpm e o diâmetro do rotor 
igual a 226 mm. Para traçar a curva característica da tubulação (H x Q), calcular a 
perda de carga pela fórmula universal (eq. de Darcy) e método dos comprimentos 
equivalentes. 
Dados: Comprimento total da tubulação (L) = 62 m, Comprimento 
equivalente Leq = 32 m, altura geométrica Z = 10 m e tubulação de aço 2” 40S. O 
fluido é água a 20oC (ν = µ/ρ = 1,007 x10-6 m2/s) 
 
 
7. Refazer o exercício anterior utilizando a fórmula de Hazen-Williams. 
 
8. Água é bombeada entre dois reservatórios em uma tubulação com as seguintes 
características: D = 300 mm, L = 70 m, f = 0,025, ΣK = 2,5. A curva característica 
da bomba centrífuga é aproximada pela fórmula: 
Hp = 22,9 + 10,7Q – 111Q2 
em que HP é dado em metros e Q em m3/s. 
Determinar a vazão (Q) e a altura manométrica (H) para as seguintes situações: 
a) Z2-Z1 = 15 m com uma bomba colocada em operação. 
 
b) Z2-Z1 = 25 m com duas bombas em série colocadas em operação. 
 
c) Porque se optou pela associação em série no caso da letra b?