MÓDULO 4 - EQUAÇÃO DE ENERGIA COM PRESENÇA DE MÁQUINAS

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Exercício 1:
Uma bomba hidráulica é um dispositivo que adiciona energia aos líquidos, tomando energia mecânica de um eixo, de uma haste ou de um outro fluido: ar comprimido e vapor são os mais usuais. As formas de transmissão de energia podem ser: aumento de pressão, aumento de velocidade ou aumento de elevação – ou qualquer combinação destas formas de energia. Como consequência, facilita-se o movimento do líquido. É geralmente aceito que o líquido possa ser uma mistura de líquidos e sólidos, nas quais a fase líquida prepondera. Considere o problema no qual uma bomba retira 220m3/h de água a 20oC do reservatório, a perda de carga total por atrito é 5m. O escoamento descarrega através de um bocal para a atmosfera. Calcule a potência da bomba em KW entregue para a água. 
C)33,7 kW
Exercício 2:
Determinar o diâmetro de tubulações é tarefa comum do engenheiro, fundamentada na mecânica dos fluidos. Nessa tarefa, três situações são possíveis:
I. a tubulação não é fator determinante no dimensionamento de bombas ou compressores, como ocorre no escoamento por gravidade;
II. a queda de pressão na tubulação determina toda ou parte da carga de bombas ou compressores, como na transferência de água para um reservatório superior;
III. a queda de pressão contribui para a elevação de tanques ou torres, como ocorre na transferência de fluidos aquecidos.
(ENADE 2005)
 
Considerando as três situações mencionadas acima, assinale a opção correta.
D)Para a situação I, há uma decisão simples e direta quanto ao diâmetro da tubulação, embora o cálculo exija a aplicação de método iterativo.
Exercício 3:
Uma bomba centrífuga alimenta a caixa d'água cujo volume é de 20 m3 como mostrado no esquema da figura. A bomba desenvolve uma altura manométrica de 35 mca e os comprimentos totais (reto + equivalente) das tubulações são de 4,0 m e 25,0 m para sucção e descarga, respectivamente. Tubulações de mesmo diâmetro serão empregadas em ambas as linhas. Determine o tempo para encher a caixa se os dutos forem de 40 mm de diâmetro. A bomba possui um rendimento global de 55%.
Assinale a alternativa correta: 
A)1 hora e 3 minutos
Exercício 4:
Uma bomba cujo rendimento () é 85% é instalada no circuito da Figura apresentada a seguir. Considere que o fluido a ser transportado é a água. Determine a potência dessa bomba.
Dado: W=(QHB)/
 
B)117 kW
Exercício 5:
Uma bomba cujo rendimento () é 85% é instalada no circuito da Figura apresentada a seguir. Considere que o fluido a ser transportado é a água. Determine a maior distância do reservatório esquerdo a que a bomba pode ser instalada.
D)13 m
Exercício 6:
Determine a potência de saída necessária para o sistema de tubulação da Figura a seguir. Considere que a máquina tenha eficiência de 75% e 1hp=745,7W.
Dado: W=(QHB)/
E)1400hp
Exercício 7:
Analise o sistema de tubulação da Figura a seguir. Considere que a máquina tenha eficiência de 75% e 1hp=745,7W. Determine a maior distância do reservatório esquerdo a que a bomba pode ser instalada.
A)13 cm
Exercício 8:
Uma bomba é um instrumento capaz de transferir energia de uma fonte para um líquido, assim esse líquido pode realizar trabalho. Alguns exemplos de aplicações: irrigação, sistemas de água gelada (ar condicionado), saneamento, indústrias químicas, petroquímicas, indústria açucareira, destilarias, circulação de óleos entre outras diversas aplicações. Uma bomba centrífuga pode operar a uma velocidade constante e produzir vazões que vão de zero até um valor máximo, dependo do projeto da bomba. Diversas são as variáveis que dependem da sua capacidade, entre eles a carga total (HB), a potência (W) e o rendimento (η). Dentre os fatores que influenciam na curva característica da bomba, cita-se a variação da viscosidade do líquido, mudança do diâmetro do impelidor, entre outros. No entanto, baseado no enfoque do presente trabalho cita-se a variação da rotação da bomba como fator mais importante. (Fonte: S.G.Moreira, Análise de um Sistema de Bombeamento Hidráulico sob o Ponto de Vista da Eficiência Energética, LAMOTRIZ, UFMS). A instalação mostrada na Figura tem uma bomba e algumas curvas características. Considere que o peso específico da água é 10000 N/m3. Calcule a potência da bomba para que esse sistema funcione.
C)195 kW
Exercício 9:
Uma bomba é um instrumento capaz de transferir energia de uma fonte para um líquido, assim esse líquido pode realizar trabalho. Alguns exemplos de aplicações: irrigação, sistemas de água gelada (ar condicionado), saneamento, indústrias químicas, petroquímicas, indústria açucareira, destilarias, circulação de óleos entre outras diversas aplicações. Uma bomba centrífuga pode operar a uma velocidade constante e produzir vazões que vão de zero até um valor máximo, dependo do projeto da bomba. Diversas são as variáveis que dependem da sua capacidade, entre eles a carga total (HB), a potência (W) e o rendimento (η). Dentre os fatores que influenciam na curva característica da bomba, cita-se a variação da viscosidade do líquido, mudança do diâmetro do impelidor, entre outros. No entanto, baseado no enfoque do presente trabalho cita-se a variação da rotação da bomba como fator mais importante. (Fonte: S.G.Moreira, Análise de um Sistema de Bombeamento Hidráulico sob o Ponto de Vista da Eficiência Energética, LAMOTRIZ, UFMS). A instalação mostrada na Figura tem uma bomba e algumas curvas características. Considere que o peso específico da água é 10000 N/m3. Calcule a pressão na saída da bomba (em kPa).
B)625 kPa