lista exercicios de bombas com resolução

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Disciplina: Hidráulica Aplicada		Professora: Vanessa Negreiros de Medeiros Miranda	
Lista de Exercícios (Dimensionamento de sistemas elevatórios)
Tendo-se me vista a estação elevatória esquematizada a seguir, dimensionar os diâmetros de recalque e sucção, calcular a potência absorvida pelo conjunto moto-bomba e o custo mensal com energia elétrica, sabendo-se o seguinte:
Material da tubulação: ferro fundido novo
Vazão a bombear: 30l/s
Comprimento da tubulação de recalque: 100 m
Comprimento da tubulação de sucção: 10 m
Rendimento da bomba: 80%
Rendimento do motor: 90%
Preço médio do kWh: R$0,20
Funcionamento contínuo
A estação elevatória, mostrada a seguir, deve recalcar água do reservatório R1 para o reservatório R2. Para fins de escolha dos equipamentos, determinar:
Os diâmetros de sucção e de recalque
A altura manométrica
As potências da bomba e do motor, em cv
Dados:
Material da tubulação: PVC
Volume de água a ser bombeado diariamente: 150 m³
Jornada de trabalho da bomba: 8 horas
Comprimento da tubulação de recalque: 80 m
Comprimento da tubulação de sucção: 10 m
Rendimento da bomba: 70%
Rendimento do motor: 90%
Pressão no ponto A do reservatório R2: 1,0 kgf/cm² = 98066,5 N/m2
AQ
Uma instalação para irrigação precisa elevar 10l/s durante 8h por dia de um reservatório cuja diferença de nível é de 25m. O comprimento da tubulação de sucção é de 8 m, o comprimento da tubulação de recalque é de 585 m. Dimensione o sistema elevatório (Determine os diâmetros de recalque e sucção e a potência hidráulica em kwh) e trace a linha piezométrica. 
Considere o tubo de polietileno reticulado com C=140, a bomba afogada e adote todas as singularidades que se fizerem necessárias. 
Um edifício tem 12 pavimentos e 3,15 m de pé direito (altura entre os pavimentos incluindo a espessura da laje). A bomba instalada no piso do 1° pavimento deste edifício está a 3 m acima do nível de água do reservatório inferior. O reservatório superior está na laje de forro do último pavimento e contém água até a altura de 3 m. A vazão desejada é de 16200 l/h. O encanamento da sucção é de aço galvanizado, com 75 mm de diâmetro, 4 m de comprimento e 1 válvula de pé com crivo e 1 curva de 90°. O encanamento do recalque é também de aço galvanizado, com 50 mm de diâmetro, 42 m de comprimento e contém 1 válvula de retenção do tipo leve, a registro de gaveta e 2 curvas de 90°. Calcular a potência solicitada ao motor, supondo o rendimento da bomba igual a 0,6. 
As curvas características de duas bombas, para uma determinada rotação constante, são mostradas na tabela a seguir. Uma dessas duas bombas deverá ser utilizada para bombear água através de uma tubulação de 0,10 m de diâmetro, 21 m de comprimento, fator de atrito f = 0,020 e altura geométrica de 3,2 m. Selecione a bomba mais indicada para o caso. Justifique. Para a bomba selecionada, qual a potência requerida? Despreze as perdas localizadas.
Deseja-se recalcar 10 l/s de água por meio de um sistema de tubulações, com as seguintes características: funcionamento contínuo 24 h, coeficiente de rugosidade da fórmula de Hazen-Williams C = 90, coeficiente da fórmula de Bresse K = 1,5 diâmetro de recalque igual ao diâmetro de sucção, comprimentos reais das tubulações de sucção e recalque, respectivamente, de 6,0 m e 674,0 m, comprimentos equivalentes das peças existentes nas tubulações de tubulação e recalque, respectivamente, de 43,40 m e 35,10 m, altura geométrica de 20 m. Com a curva característica de uma bomba, indicada na figura, determine: 
a) Associando em paralelo duas destas bombas, obtém-se a vazão desejada?
b) Em caso afirmativo, qual a vazão em cada bomba?
c) Qual a vazão e a altura de elevação fornecidas por uma bomba isoladamente no sistema?
d) Que verificações devem ser feitas antes de escolher a bomba, de acordo com os pontos de funcionamento obtidos?
Considere um sistema de abastecimento de água por gravidade entre dois reservatórios mantidos em níveis constantes e iguais a 812,00 m e 800,00 m, ligados por uma tubulação de 6” de diâmetro, 1025 m de comprimento e fator de atrito f = 0,025. Desejando-se aumentar a capacidade de vazão do sistema, instalou-se, imediatamente na saída do reservatório superior, uma bomba centrífuga cuja curva característica é dada na tabela a seguir. Desprezando as perdas de carga localizadas e a perda de carga na sucção, determine a nova vazão recalcada, a cota piezométrica na saída da bomba e a potência requerida. Observe que, no caso, a altura geométrica é negativa.
A curva característica de uma bomba, na rotação de 1750 rpm, é dada na tabela a seguir. Quando duas bombas iguais a esta são associadas em série ou em paralelo, a vazão através do sistema é a mesma. Determine a vazão bombeada por uma única bomba conectada ao mesmo sistema. Observe que o ponto de cruzamento da curva da associação em paralelo com a curva da associação em série, que é o ponto de funcionamento, também pertence à curva característica da tubulação, que é representada pela fórmula de Hazen-Williams. 
	Q (m³/s)
	0,0
	0,04
	0,069
	0,092
	0,115
	0,138
	0,180
	H (m)
	5,60
	4,90
	4,35
	4,03
	3,38
	2,42
	0,0
Uma cidade possui um sistema de abastecimento de água inaugurado em 1947, construído por uma tubulação de 0,15m de diâmetro, 684 m de comprimento e uma bomba com rotação de 1750 rpm com a curva característica dada na tabela a seguir. A altura geométrica é de 30 m. Em 1947, o coeficiente de rugosidade da fórmula de Hazen-Williams era C=130 e hoje, devido ao envelhecimento da tubulação, o coeficiente vale C=80. Determine o ponto de funcionamento do sistema (Q, H e η) em 1947 e hoje. 
	Q (m³/h)
	20
	40
	60
	80
	100
	120
	H (m)
	50
	48
	46
	42,5
	36,5
	28
	η (%)
	40
	50
	60
	70
	80
	70
A instalação de recalque, mostrada na figura a seguir, possui duas bombas iguais associadas em paralelo. No gráfico são apresentadas as seguintes curvas características relacionadas a instalação mostrada na figura:
C2B: curva resultante de duas bombas iguais em paralelo
C1: curva característica da tubulação 1
C2: curva característica da tubulação 2
Pede-se determinar:
A vazão em cada tubulação com as duas bombas ligadas
O ponto de funcionamento estando as duas bombas ligadas
A vazão na tubulação 2, caso o registro da tubulação 1 fosse totalmente fechado e as duas bombas ligadas.
A figura mostra as curvas de uma bomba que acionada por um motor de 1775 rpm deverá operar dentro das seguintes condições:
Diâmetro do rotor φ = 17 7/8’’
Vazão = 800 m³/h
Altura geométrica = 80 m
Traçar a curva característica do sistema e determinar o ponto de trabalho da bomba
Determinar qual é o novo ponto de trabalho da bomba, associando outra bomba igual em paralelo
Tendo em vista o funcionamento de uma ou duas bombas em paralelo, determinar qual a potência da bomba, em cada caso
Tendo em vista o funcionamento de uma ou duas bombas em paralelo, determinar qual o rendimento da bomba, em cada caso
A figura mostram as curvas características de uma bomba acionada por um motor de 3500 rpm. Esta bomba deverá ser utilizada para bombear água através de uma tubulação de 0,10 m de diâmetro, 450 m de comprimento, fator de atrito f = 0,020 e altura geométrica de 80 m. Determine: 
O ponto de trabalho, o rendimento e a potência para uma única bomba de diâmetro de rotor igual a 260 funcionando sozinha no sistema.
O ponto de trabalho, o rendimento e a potência para uma única bomba de diâmetro de rotor igual a 220 funcionando sozinha no sistema.
Associando três bombas de diâmetro do rotor igual a 260, em paralelo, determine o novo ponto de trabalho do sistema e o novo rendimento e a nova potência de cada bomba nesse sistema.
Associando duas bombas de diâmetro do rotor igual a 220, em série, determine o novo ponto de trabalho do sistema e o novo rendimentoe a nova potência de cada bomba nesse sistema. 
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