2ª Lista de Exercícios Sistemas Fluidomecânicos_R1 (1)

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2ª Lista de Exercícios Sistemas Fluidomecânicos 
1) Uma turbina Francis operando com 79 m3/h e sob uma queda de 6,8 mca e rotação de 1025 rpm 
desenvolve uma potência hidráulica de 1,99 CV. São conhecidos os seguintes elementos do seu rotor: 
a. Diâmetro de saída: 0,0725 m 
b. Altura da pá na saída: 31,6 mm 
c. Altura da pá na entrada: 17 mm 
d. Ângulo construtivo da pá na entrada: 90º 
Considerando canais de seção transversal constante e espessura das pás desprezível, pede-se determinar os 
elementos dos triângulos de velocidades para a entrada e saída do rotor. 
 
2) Uma instalação de bombeamento opera na captação de água da estação de tratamento que serve a uma 
indústria de abate de gado. São conhecidos os seguintes elementos da bomba hidráulica: 
a. Diâmetro de entrada do rotor: 200 mm 
b. Diâmetro de saída do rotor: 400 mm 
c. Altura do rotor na entrada: 40 mm 
d. Altura do rotor na saída: 20 mm 
e. Ângulo construtivo da pá na entrada: 18º25’ 
f. Ângulo construtivo da pá na saída: 20º 
g. Coeficiente de estrangulamento na entrada do rotor: 0,815 
h. Vazão de 453 m3/h 
i. Considerar constante a seção transversal dos canais do rotor 
Determinar 
j. O valor da componente absoluta na direção tangencial na saída do rotor 
k. O valor do ângulo formado entre a velocidade absoluta e a velocidade tangencial na saída do rotor 
 
3) Um rotor de bomba centrifuga tem as seguintes características: Diâmetro do rotor na entrada 150 mm, 
largura da pá na entrada 75mm ângulo construtivo da pá na entrada 20º. Diâmetro do rotor na saída 300mm, 
largura da pá na saída 50 mm ângulo construtivo da pá na saída 25º. A bomba tem uma rotação de 1450 
rpm. Determinar: (a) A altura teórica para número infinito de pás e sua respectiva potência considerando 
que bomba trabalha com água com massa especifica igual a 1000 kg/m3. (b) Considerando que a bomba 
tem 7 pás determine a altura teórica para número finito de pás e sua respectiva potência. 
 
4) Uma bomba com escoamento com entrada radial trabalha com uma vazão de 2,0 m3/min e 1200 rpm. A 
altura do canal na saída do rotor é de 20 mm, sendo que o ângulo construtivo de saída da pá é igual a 25º. 
A componente meridiana da velocidade absoluta na saída é igual a 2,5m/s. (a) Determine a altura e potência 
teórica da bomba nas condições dadas. (b) Determine as equações características de H=f(Q) e P=f(Q). 
 
5) Determine o ângulo construtivo da pá na entrada do rotor e a rotação a que deverá girar. Os elementos 
conhecidos são os seguintes: 
a. Diâmetro do rotor na entrada: 220 mm 
b. Diâmetro do rotor na saída: 330 mm 
c. Ângulo construtivo da pá na saída: 30º 
d. Vazão na saída do rotor: 30 l/s 
e. Número de pás: 8 
f. Canais de seção (área transversal constante) 
g. Altura da pá na saída: 10 mm 
h. Altura teórica (nr.finito de pás): 17,65 m 
i. A bomba não tem aletas direcionais após o rotor 
j. Fator de estrangulamento na saída = 0,85 
 
6) Uma instalação de bombeamento destinada a recalcar 0,124 m3/s de água, com altura de elevação (H) 
de 50,21 mca, absorve uma potência efetiva de 109 CV, pressupondo-se que face a solução construtiva 
adotada, o rendimento mecânico é de 95%. Desejando-se reconstituir o cálculo do rotor radial da bomba, 
retirou-se os seguintes dados do mesmo: a. Entrada do rotor: diâmetro de 200 mm e altura da pá de 40 mm 
b. Saída do rotor: diâmetro de 400 mm e algura da pá de 18 mm 
c. Ângulo construtivo da pá do rotor na saída: 24º 
d. Número de pás: 12 
e. Espessura das pás: 8,5 mm 
Pede-se determinar o valor da rotação de acionamento. Para determinar o coeficiente empírico da fórmula 
de Pfleiderer, considere a inexistência de aletas direcionais. 
 
7) Uma turbina axial será projetada para trabalhar com H=15 [mca] e 26 pares de pólos no gerador 
(freqüência de 60 Hz), possuindo os seguintes dados construtivos preliminares: 
a. Diâmetro externo: 3 m 
b. Diâmetro interno: 1 m 
c. Ângulo construtivo na saída: 30º 
d. Rendimento hidráulico: 92% 
Determine: 
A componente meridional, a vazão e o ângulo construtivo na entrada. 
 
8) Determinar a vazão e a altura de queda com que está trabalhando uma turbina radial, da qual são 
conhecidos apenas os seguintes dados: 
a. Potência efetiva no eixo: 15,9 CV 
b. Rendimento total: 79,5% 
c. Rendimento hidráulico: 85,8% 
d. Altura da pá do rotor na entrada: 0,06 m 
e. Ângulo entre a velocidade absoluta e tangencial na entrada: 21,6º 
f. Rotação: 750 rpm 
 
9) Um rotor de turbina Francis deve produzir 1.185CV, com uma vazão de 5,2 m3/s. Sabendo-se que: 
a. Rendimento total: 90% 
b. Rendimento hidráulico: 92% 
c. Rotação: 600 rpm 
d. Diâmetro do rotor na entrada: 560 mm 
e. Altura da pá na entrada: 66,4 mm 
Calcule o ângulo entre a componente tangencial e a componente relativa na entrada. 
 
10) Uma bomba centrífuga radial com as características abaixo, deve ser utilizada para trabalhar com uma 
rotação de 1750 rpm. Pede-se determinar para esta nova situação: 
a. A vazão e a altura disponível 
b. O número de pás do rotor 
Características: 
 Vazão: 26,7 l/s 
 Diâmetro de entrada do rotor: 166 mm 
 Velocidade meridional: 4,52 m/s 
 Canal de seção constante 
 Altura disponível: 33m 
 Diâmetro de saída do rotor: 360 mm 
 Relação entre as componentes da velocidade absoluta na direção tangencial nos pontos “5” e “6”: 1,211 
 Rotação: 1450 rpm 
 Rendimento hidráulico: 0,81