Uma bomba de fluxo axial tem uma pá de estator a montante do impelidor (pá- guia), e fornece um ângulo = 60° para o escoamento. raio externo do imp...

(a) Para determinar a carga teórica produzida pela bomba, podemos usar a equação de Euler: H = (V2 - V1)/2g + (p2 - p1)/ρg Onde: H = carga teórica produzida pela bomba V2 = velocidade tangencial na saída do impelidor V1 = velocidade tangencial na entrada do impelidor p2 = pressão na saída do impelidor p1 = pressão na entrada do impelidor ρ = densidade do fluido g = aceleração da gravidade Para determinar a velocidade tangencial na entrada do impelidor, podemos usar a equação: V1 = Q/(πD1b) Onde: Q = vazão D1b = diâmetro da entrada do impelidor Substituindo os valores, temos: V1 = 0,57/(π x 0,27) = 0,685 m/s Para determinar a velocidade tangencial na saída do impelidor, podemos usar a equação: V2 = Q/(πD2b) Onde: D2b = diâmetro da saída do impelidor Substituindo os valores, temos: V2 = 0,57/(π x 0,57) = 0,327 m/s Para determinar a pressão na entrada do impelidor, podemos usar a equação: p1 = patm + ρgh1 Onde: patm = pressão atmosférica h1 = altura da superfície livre do líquido acima do centro do impelidor Assumindo que a bomba esteja operando em um tanque aberto, temos: patm = 101325 Pa h1 = 0 Substituindo os valores, temos: p1 = 101325 Pa Para determinar a pressão na saída do impelidor, podemos usar a equação: p2 = patm + ρgh2 + 1/2ρ(V2^2 - V1^2) Onde: h2 = altura da superfície livre do líquido acima do centro do impelidor na saída V2 = velocidade tangencial na saída do impelidor V1 = velocidade tangencial na entrada do impelidor Assumindo que a bomba esteja operando em um tanque aberto, temos: h2 = 0 Substituindo os valores, temos: p2 = 101325 + 981 x 0 + 1/2 x 981 x (0,327^2 - 0,685^2) = - 10122,5 Pa Substituindo os valores na equação de Euler, temos: H = (0,327^2 - 0,685^2)/(2 x 981) + (- 10122,5 - 101325)/(981 x 981) = - 11,5 m A carga teórica produzida pela bomba é de 11,5 m. Para determinar a potência de eixo necessária para acionar a bomba, podemos usar a equação: P = ρQH/η Onde: P = potência de eixo necessária para acionar a bomba η = eficiência da bomba Assumindo uma eficiência de 70%, temos: P = 981 x 0,57 x 11,5/0,7 = 9,6 kW A potência de eixo necessária para acionar a bomba é de 9,6 kW. (b) A equação para a bomba do tipo axial é: H = aQ^2 + bQ + c Onde: a, b e c são constantes determinadas experimentalmente (c) A carga em shutoff é a carga produzida pela bomba quando a vazão é zero. Nesse caso, temos: Hshutoff = c = - 11,5 m A carga em shutoff dessa bomba é de 11,5 m. (d) A vazão em descarga livre é a vazão produzida pela bomba quando a carga é zero. Nesse caso, temos: Qdescarga livre = 0,57 x 1500/60 = 14,25 m^3/h A vazão em descarga livre dessa bomba é de 14,25 m^3/h.