Mecânica dos fluídos - BERNOULLI BOMBAS

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BERNOULLI – BOMBAS
ADO = TIPOS DE BOMBAS
(P1/ρ.g)+(V12/2g)+z1 + hB = (P2/ρ.g)+(V22/2g)+z2 + hf 
hB = energia fornecida ao sistema por uma bomba ou por uma turbina. Essa energia deve ser suficiente para realizar o trabalho de movimentação do fluido de um ponto A até um ponto B. Energia aplicada por unidade de tempo é Potência.
m
m
Trabalho = força * deslocamento
Força = massa * acel. gravidade
Massa = densidade * volume
Trabalho = ρ*vol.*g * (z2 –z1)
Trabalho = ρ*vol.*g * h. no sistema MKS
 = (kg/m3)*(m3)*(m/s2)*m
 = N.m = Joule
z2
z1
Potência = trabalho/unidade de tempo = J/s = Watt
Potência = ρ*vol.*g * h /tempo mas vol/tempo = vazão (Q)
Potência = ρ*g *h * Q onde h = altura manométrica a ser vencida.
PotB = ρ*g*h*Q expressa em Watts. Como ρ*g *h = Pressão, então PotB = P*Q
Como a bomba é um equipamento não ideal
PotB (W) = (ρ*Q*g*h)/ηb onde η é o rendimento da bomba.
Para expressa a potencia da bomba em hP:
1 hP = 745 W
PotB( hP) = (ρ*Q*g*h)/ ηb * 745
Para expressa a potencia da bomba em cv:
1 cv = 735 W
PotB( cv) = (ρ*Q*g*h)/ ηb * 735
Como a bomba precisa de um motor, a potencia do conjunto motor-bomba será
PotmB (W) = (ρ*Q*g*h)/*ηb* ηm onde ηm é o rendimento do motor
Exemplo: qual a potência de uma moto bomba necessária para elevar 12m3 de água por minto a uma altura de 10m, com perdas de 2m de CA?
Rendimento da bomba = 70%; rendimento do motor = 80%.
 PotmB (W) = (ρ*Q*g*h)/*ηb* ηm 
Vazão = 12m3/min = 12/60 = 0,2 m3/s
 = (1000kg/m3 *) * 9,8 m/s2 *0,2 m3/s * (10 +2)m /(0,7*0,8)
 = 42.000 W ou 42kW
Detalhes: posição da bomba; altura manométrica. NPSH
Hsucção
Hrecalque
Hestática total
Hmanométrica
Perda de carga
Hrecalque
Hsucção
Hestática total
Hmanométrica
Perda de carga
NPSH Disponível (NPSHd):  pressão absoluta exercida pelo sistema na entrada da bomba.  
O NPSH d é influenciado por quatro variáveis resultantes do sistema no qual o bomba irá operar. Estas quatro variáveis estão sob controle dos engenheiros da planta, e portanto devem ser calculadas.
NPSH Requerido (NPSHr):  pressão mínima exigida na entrada da bomba para evitar a cavitação. 
O NPSH r é resultante do projeto da bomba, e é controlado apenas pelo fabricante. O fabricante da bomba deverá saber informar o NPSH requerido por suas bombas operando em determinadas condições.
NPSHd > NPSHr
 
NPSHd = Ps + Pa – Pvp – Pf
Ps = Pressão exercida pela coluna de líquido acima da linha da bomba
Pa = Pressão absoluta exercida sobre a superfície do líquido no tanque sucção.
Pvp = Pressão de vapor do líquido na temperatura de bombeamento
Pf = Perdas de carga na linha de sucção
NPSH-Net Positive Suction Head
NPSHd = Ps↑ + Pa↑ – Pvp↓ – Pf↓
	PA	Pressão absoluta exercida na superfície do líquido.
	PS↑	A distância vertical entre a superfície do líquido e a linha da bomba.
	PF↓	Perda de carga na tubulação de sucção
	PVP↓	Pressão do vapor do líquido na temperatura bombeada.
Como alterar o NPSH disponível
Ps = Pressão exercida pela coluna de líquido acima da linha da bomba
Pode ser positiva nos casos em que o tanque se encontra acima da linha da bomba, ou negativa nos casos em que o tanque se encontra abaixo da linha da bomba. Para aumentar a pressão da coluna de líquido basta elevar a altura do tanque de sucção, baixar o nível da bomba, ou aumentar o nível de líquido do tanque. 
Pa = Pressão absoluta exercida sobre a superfície do líquido no tanque sucção.
Os tanques abertos (grande maioria dos casos) estarão sujeitos a pressão atmosférica do local, mas a pressão poderá ser maior no caso de um tanque pressurizado.  A altitude do local também afeta a pressão atmosférica. 
Pvp = Pressão de vapor do líquido na temperatura de bombeamento
Pode ser reduzida para assegurar que a pressão na entrada da bomba seja maior que a pressão vapor do líquido. A única maneira de reduzir a pressão de vapor de um líquido é diminuindo a sua temperatura. Na absoluta maioria dos casos isto é inviável e poderá ser ignorado.
Pf = Perdas de carga na linha de sucção
Tubulações, conexões e válvulas na linha de sucção atuam como barreiras que trabalham contra a passagem do líquido em direção à bomba. A melhor maneira de se reduzir perdas de carga na linha de sucção é aumentando o diâmetro da tubulação; pelo uso de cotovelos alongados e reduzindo o número de válvulas. O usos de filtros pode aumentar a perda de carga a níveis inaceitáveis. Nestes casos deve-se optar por filtros duplos, que permitem manobra para o filtro limpo quando o filtro em operação atingir saturação máxima.
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Aplicação
Determine a potência de uma mota bomba (ηmotor = 90% e ηbomba = 80%) transferindo 50L/s de água do tanque 1 para o tanque 2, por meio de uma linha com 200m de comprimento e diâmetro de 150mm, feita em aço galvanizado com rugosidade ε=0,15mm. Considere as perdas menores