Maquinas de Fluxo

Engenharias Multivix Serra Trabalho Avaliativo Disciplina DEPADAP Visto do Coordenador Nome do aluno Matrícula Disciplina Máquinas de Fluxo Professor Ciro Neto Período DEPENDÊNCIA ADAPTAÇÃO Turma Valor 10 Nota obtida Data da prova 25032024 Data de devolução 15062024 Desenvolva o trabalho abaixo com apoio do Manual de Trabalhos Acadêmicos já postados no portal do aluno Observações importantes 1 O trabalho será realizado de maneira INDIVIDUAL visto que a disciplina é de dependência 2 O trabalho deverá ser postado no portal dentro da data limite de 15062024 em formato PDF 3 Não haverá apresentação oral do trabalho O aluno será avaliado apenas pela parte escrita Qualquer dúvida gentileza contatar professora Isadora Potiguara Gotardo via whatsapp ou email para orientações Email isadoragotardomultivixedubr WhatsApp 27 996493731 Ótimo trabalho Questão 1 Em um sistema de distribuição de água que possui tubulações muito longas qual é o principal tipo de perda de carga a ser considerado a Perda de carga localizada b Perda de carga devido à viscosidade c Perda de carga devido a expansões e contrações d Perda de carga devido a curvas e Perda de carga devido à rugosidade da tubulação Questão 2 Você é o engenheiro mecânico de uma grande industria durante uma inspeção técnica foi verificada a ocorrência de cavitação em uma bomba de grandes dimensões que operava entre dois reservatórios Quais são as possíveis soluções para reduzir ou eliminar esse problema a Elevar o reservatório 1 Elevar o reservatório 2 aumentar a vazão da bomba Reduzir o diâmetro da tubulação b Abaixar o reservatório 1 Elevar o reservatório 2 aumentar a vazão reduzir o diâmetro c Elevar o reservatório 1 Abaixar o reservatório 2 diminuir a vazão aumentar o diâmetro d Elevar o reservatório 1 abaixar o reservatório 2 Aumentar a vazão reduzir o diâmetro e Elevar o reservatório 1 abaixar o reservatório 2 diminuir a vazão diminuir o diâmetro Questão 3 Em um sistema de tubulação com muitas curvas e conexões qual tipo de perda de carga se torna mais significante a Perdas de carga localizadas b Perdas de carga distribuídas c Perdas de carga devido à rugosidade d Perdas de carga devido à viscosidade e Todas as anteriores são igualmente significativas Questão 4 Em uma planta de processamento de produtos químicos um engenheiro observa que uma bomba recentemente instalada está apresentando sinais de cavitação Ao investigar o engenheiro deve considerar o Net Positive Suction Head NPSH Qual das seguintes afirmações é verdadeira a respeito do NPSH disponível NPSHd e do NPSH requerido NPSHr para o correto funcionamento da bomba a O NPSHd é calculado com base na eficiência da bomba e deve sempre exceder o NPSHr fornecido pelo fabricante b O NPSHr aumenta com a viscosidade do fluido portanto um NPSHd maior que o NPSHr é suficiente para prevenir cavitação em qualquer condição c O NPSHd deve ser menor que o NPSHr para garantir que a pressão do vapor do fluido nunca seja alcançada d O NPSHd influenciado pela altura de sucção e pressão atmosférica deve sempre ser maior que o NPSHr para prevenir a formação de bolhas de vapor e O NPSHr é constante para uma bomba específica e independe do fluido enquanto o NPSHa depende apenas da temperatura do fluido Questão 5 Um agricultor demanda 1 m3h de água para irrigação considere a figura do exercício 2 O sistema de bombeamento precisa elevar o líquido a um desnível de 4 m e as perdas por atrito tanto na sucção quanto no recalque totalizam 12 m Esse agricultor comprou uma bomba que fornece 6 m de carga manométrica para o sistema a uma vazão de 600 Lh Marque a alternativa CORRETA a A bomba não conseguirá vencer o desnível topográfico portanto não bombeará água b A bomba fornece uma carga manométrica suficiente assim como uma vazão maior do que o necessário c A bomba fornece uma carga manométrica suficiente porém a vazão volumétrica fornecida é menor do que o necessário d A bomba comprada não conseguirá vencer o desnível topográfico dessa forma a vazão será reduzida e Nenhuma das alternativas Questão 6 A Usina de Belo Monte está localizada na bacia do rio Xingu próxima à cidade de Altamira no estado do Pará A usina tem potência nominal instalada de 11000 MW vazão total de 14000 m3s sendo responsável pelo fornecimento de cerca de 10 da energia elétrica consumida no Brasil Essa gigante é a terceira maior usina hidroelétrica do mundo ficando atrás apenas da usina chinesa de Três Gargantas e da usina binacional de Itaipu A usina possui dezoito turbinas hidráulicas do tipo Francis operando em uma queda líquida de 87 metros de altura As turbinas do tipo Francis são classificadas como turbinas de reação Sobre as turbinas de reação seguem as afirmativas I As turbinas Pelton e Kaplan também são exemplos de turbinas de reação II Nas turbinas de reação o fluido impulsiona o rotor por meio de um jato livre a alta velocidade III Nas turbinas de reação não ocorre variação da pressão da água IV Nas turbinas de reação ocorre variação da pressão da água V Os rotores das turbinas de reação operam imersos na água Assinale a alternativa que apresenta o julgamento correto das afirmativas a Apenas a afirmativa I está correta b Apenas as afirmativas I e II estão corretas c Apenas as afirmativas II e III estão corretas d Apenas as afirmativas IV e V estão corretas e As afirmativas I IV e V estão corretas Questão 7 Durante o projeto de um novo sistema de irrigação agrícola um engenheiro deve considerar o potencial para o golpe de aríete que pode causar danos às tubulações e componentes Qual das seguintes opções descreve corretamente uma causa do golpe de aríete e uma solução apropriada a O golpe de aríete é causado pela evaporação da água nas tubulações e pode ser resolvido com isolamento térmico b A formação de bolhas de ar devido à cavitação é uma causa do golpe de aríete a solução é a instalação de purgadores de ar automáticos c O golpe de aríete ocorre devido à parada abrupta do fluxo de água instalar tanques de amortecimento de pulso pode atenuar esse fenômeno d O golpe de aríete é resultado da corrosão interna das tubulações a aplicação de revestimentos anticorrosivos é a solução recomendada e Uma causa comum do golpe de aríete é o sobreaquecimento do fluido portanto o resfriamento da água antes de entrar no sistema é a medida preventiva adequada Questão 8 Na instalação da figura abaixo a bomba recalca água do reservatório R1 para o reservatório R2 ambos em nível constante Desprezando as perdas de carga singulares determinar a vazão na tubulação em Ls e a potência de entrada na bomba em KW se o rendimento é 90 Dados Diâmetro da tubulação 10cm comprimento total da tubulação 50 m Ht 4 m fator de atrito 0025 a 197 Ls e 39 Kw b 226 Ls e 45 Kw c 24 3 Ls e 47 Kw d 269 Ls e 5 Kw e 28 Ls e 65 Kw Questão 9 Considere um duto com 04 km de comprimento diâmetro de 01m e rugosidade absoluta de 1mm que transporta água a uma vazão de 30 ls e 20 ºC Determine a perda de carga do escoamento no duto Questão 10 Para a instalação de bombeamento mostrada calcule o NPSH disponível e o risco de cavitação Dados Fluido Gasolina a 25C D 01 m Q 0009 m3s 𝑁𝑃𝑆𝐻𝑅𝑒𝑞𝑢𝑒𝑟𝑖𝑑𝑜 19 𝑚 FABRICANTE ρ 95 kg ³ Ht 155 m Pv 325 Kpa 1 A resposta correta é a letra E 2 A resposta correta é a letra C 3 A resposta correta é a letra A 4 A resposta correta é a letra D 5 Vamos analisar primeiro a carga manométrica necessária 𝐻 𝑧 𝐽 𝐻 4 12 𝐻 52 𝑚 Agora vamos analisar a vazão que a bomba é capaz de fornecer 𝑄 600 𝐿ℎ 𝑄 600 1000 𝑚3ℎ 𝑄 06 𝑚3ℎ Analisando os resultados podemos afirmar que a alternativa correta será a letra C 6 A resposta correta é a letra D 7 A resposta correta é a letra C 8 Para determinar a vazão temos a seguinte expressão 𝑄 𝑉𝐴 Como não temos a velocidade do escoamento vamos utilizar a equação universal de perda de carga para obter o valor da velocidade 𝐻𝑡 𝑓 𝐿 𝐷 𝑉2 2𝑔 Isolando a velocidade na equação acima teremos 2𝐻𝑡𝐷𝑔 𝑓𝐿 𝑉2 𝑉 2𝐻𝑡𝐷𝑔 𝑓𝐿 Substituindo agora a expressão para a velocidade na equação para a vazão 𝑄 𝜋𝐷2 4 2𝐻𝑡𝐷𝑔 𝑓𝐿 𝑄 𝜋 012 4 2 4 01 981 0025 50 𝑄 001968 𝑚3𝑠 𝑄 1968 𝐿𝑠 𝑄 197 𝐿𝑠 Para determinar a potência temos a seguinte expressão 𝑁 𝛾𝑄𝐻 𝜂 𝑁 1000 981 001968 14 09 𝑁 300317 𝑊 Observação A vazão bateu com o gabarito no entanto a potência não bateu Acredito que a professora copiou a potência do gabarito do livro do Brunetti pois essa questão é do livro a professora apenas mudou os dados do exercício Então a resposta correta seria a Letra A 9 Para determinar a perda de carga vamos utilizar a equação universal de perda de carga ℎ𝑓 𝑓 𝐿 𝐷 𝑉2 2𝑔 Primeiro vamos determinar o fator de atrito para isso vamos classificar o escoamento como laminar ou turbulento através do número de Reynolds que pode ser calculado da seguinte forma 𝑅𝑒 𝜌𝑉𝐷 𝜇 As propriedades da água na temperatura de 20C podem ser determinar a partir da tabela A9 do livro do Çengel Transferência de calor e massa 𝜌 998 𝑘𝑔𝑚3 𝜇 1002 103 𝑘𝑔𝑚𝑠 Agora precisamos determinar a velocidade do escoamento para isso temos o seguinte 𝑄 𝑉𝐴 𝑉 𝑄 𝐴 Substituindo a velocidade na equação para o número de Reynolds 𝑅𝑒 𝜌𝑄𝐷 𝐴𝜇 𝑅𝑒 4𝜌𝑄𝐷 𝜋𝐷2𝜇 𝑅𝑒 4𝜌𝑄 𝜋𝐷𝜇 Convertendo a vazão para o SI 𝑄 30 𝐿 𝑠 003 𝑚3𝑠 Portanto o número de Reynolds 𝑅𝑒 4 998 003 𝜋 01 1002 103 𝑅𝑒 3804470256 Podemos afirmar que o escoamento é turbulento Para determinar o fator de atrito vamos utilizar a seguinte expressão 𝑓 025 log 𝑒 37𝐷 574 𝑅𝑒09 2 𝑓 025 log 0001 37 01 574 380447025609 2 𝑓 0038 Retornando para a equação de perda de carga temos o seguinte ℎ𝑓 𝑓 𝐿 𝐷 𝑄 𝐴 2 2𝑔 ℎ𝑓 𝑓 𝐿 2𝑔𝐷 𝑄 𝜋𝐷2 4 2 ℎ𝑓 0038 400 2 981 01 003 𝜋 012 4 2 ℎ𝑓 11351 𝑚 10 O NPSHd pode ser dado pela seguinte expressão 𝑁𝑃𝑆𝐻𝑑 𝑃𝑎𝑡𝑚 𝛾 ℎ𝑎 𝐽𝑎 𝑃𝑣 𝛾 𝑁𝑃𝑆𝐻𝑑 𝑃𝑎𝑡𝑚 𝑃𝑣 𝛾 ℎ𝑎 𝐽𝑎 𝑁𝑃𝑆𝐻𝑑 101 325 103 981 795 26 155 𝑁𝑃𝑆𝐻𝑑 463 𝑚 Podemos afirmar que não ocorrerá risco de cavitação pois 𝑁𝑃𝑆𝐻𝑑 𝑁𝑃𝑆𝐻𝑟