Uma bomba centrífuga admite óleo de baixa viscosidade. Sabe-se que o óleo entra de forma axial no bocal de sucção da bomba. Essa bomba opera com um torque no eixo do rotor de 65 N.m e uma rotação máxima de 2500 rpm. Se o rotor possui um raio de 300 mm na saída da bomba, qual a vazão mássica desse escoamento em uma condição idealizada? A 2,76 kg/s B 2,86 kg/s C 2,96 kg/s D 3,06 kg/s E 3,16 kg/s
Ed
há 2 meses
Vamos resolver passo a passo. Dados: - Torque (T) = 65 N·m - Rotação (n) = 2500 rpm - Raio do rotor (r) = 300 mm = 0,3 m - Óleo de baixa viscosidade (densidade não fornecida, mas para óleo leve, podemos assumir aproximadamente 850 kg/m³, se necessário) - Queremos a vazão mássica (ṁ) Passo 1: Converter rotação para rad/s \[ \omega = \frac{2\pi \times n}{60} = \frac{2\pi \times 2500}{60} = \frac{2\pi \times 2500}{60} \approx 261,8 \, \text{rad/s} \] Passo 2: Relação entre torque, vazão e velocidade tangencial O torque é dado por: \[ T = \dot{m} \times r \times v \] Mas precisamos relacionar o torque com a vazão mássica. Em uma bomba centrífuga ideal, o torque é relacionado ao momento angular do fluido: \[ T = \dot{m} \times r \times u \] Onde \(u\) é a velocidade tangencial na saída do rotor: \[ u = r \times \omega = 0,3 \times 261,8 = 78,54 \, \text{m/s} \] Passo 3: Isolar a vazão mássica: \[ \dot{m} = \frac{T}{r \times u} = \frac{65}{0,3 \times 78,54} = \frac{65}{23,56} \approx 2,76 \, \text{kg/s} \] Resposta correta: a) 2,76 kg/s
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