Lista de Exercícios sobre Cavitação em Bombas

PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO PARANÁ ESCOLA POLITÉCNICA ENGENHARIA MECÂNICA Endereço Rua Imaculada Conceição 1155 Prado Velho Curitiba PR 80215901 Telefone41 32711555 Bloco 9 Parque Tecnológico 6ª Lista de Exercícios CAVITAÇÃO 1 O teste de uma bomba girando na sua velocidade de projeto n 3600 rpm e operando com água de massa específica de 1000 kgm3 revelou os seguintes dados para o melhor ponto de rendimento a pressão manométrica na descarga da bomba 360 bar b pressão manométrica na sucção da bomba 400 mbar c velocidade do escoamento na entrada da bomba 40 ms d vazão 288 m3h e torque no eixo da bomba 14 Nm e f altura de sucção 10 m Sabendo que os manômetros estão nivelados em pontos onde as tubulações possuem o mesmo diâmetro determinar a altura manométrica de elevação da bomba b o seu rendimento total c o NPSH requerido e d ocorrerá a cavitação ou não Considere que o reservatório inferior se encontra aberto Resp a41mca b 6062 c 278m 2 Um modelo de bomba centrífuga gira a 2500 rpm opera com água a 180 F e com vazão igual a 900 gpm Começa a cavitar quando a pressão na entrada e a velocidade são iguais a 13 psia e 22 fts respectivamente Encontre o NPSH para um protótipo 4 vezes maior e que é acionado por um motor de 1100 rpm A relação entre NPSH para bombas geometricamente semelhantes é dada pela equação abaixo Resp 6366 ft 3 As turbinas Kaplan de uma instalação hidroelétrica apresentam as seguintes características nominais H 40 m e Q 160 m3s Sabendose que a cota de instalação das turbinas em relação ao nível do mar é 2765 m e o nível dágua do canal de fuga à jusante tem seu valor mínimo na cota de 281 m qual será o menor número de pólos a ser utilizados nos geradores elétricos de 60 Hz acoplados diretamente nas turbinas e qual será a velocidade de rotação com que deverão operar de maneira a não cavitar p f Hz N rpm 60 onde p é o número de polos Considere T 20C Resp 138 rpm 4 Uma bomba projetada para trabalhar a 27 Ls e 3000 rpm encontrase trabalhando no seu ponto de projeto aspirando água a 15ºC ρ 99910 kgm³ e pvap 1707 kPa de um reservatório a pressão atmosférica igual a 981kPa O instrumento na admissão da bomba acusa uma pressão manométrica de 981kPa e o manômetro na descarga 2943kPa A bomba tem seu eixo situado a 07m acima do nível do liquido do reservatório de aspiração Considere desprezível a energia cinética pela velocidade na entrada da bomba Verifique se a bomba entra em cavitação Resp Não cavita 5 Uma bomba centrífuga é testada a 1750 rpm usando um sistema de escoamento conforme figura O nível de água no reservatório de alimentação está 1m acima da linha de centro da bomba a tubulação de sucção consiste em 18m de tubo de ferro fundido reto de 125mm de diâmetro um cotovelo padrão e uma válvula gaveta totalmente aberta Calcule a altura de sucção positiva líquida NPSH disponível na entrada da bomba para uma vazão volumétrica de 230 m³h de água a 30C A bomba irá cavitar As curvas característica da bomba estão na figura Resp Não cavita PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO PARANÁ ESCOLA POLITÉCNICA ENGENHARIA MECÂNICA Endereço Rua Imaculada Conceição 1155 Prado Velho Curitiba PR 80215901 Telefone41 32711555 Bloco 9 Parque Tecnológico Vazão m³min 6 Uma bomba radial de 7 estágios usada na alimentação de caldeira a vapor apresentou defeitos característicos de cavitação Conhecendose os dados correspondentes ao funcionamento da bomba a Vazão nominal 4150 m³h PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO PARANÁ ESCOLA POLITÉCNICA ENGENHARIA MECÂNICA Endereço Rua Imaculada Conceição 1155 Prado Velho Curitiba PR 80215901 Telefone41 32711555 Bloco 9 Parque Tecnológico b Altura de elevação nominal Total 598 mca c Potência eficaz nominal 143 CV d Pressão absoluta na entrada da bomba 120 kgcm² e Temperatura da água na admissão 100C f Diâmetro da tubulação de sucção 80 mm g Rotação 3450 rpm h Altitude local 900 m Pedese a Calcular a altura geométrica de sucção nas condições observadas b Calcular a altura geométrica de sucção aconselhada para evitar a cavitação c Comparar os resultados obtidos e adotar uma solução corretiva Bombas centrífugas com 1 estágio ou monoestágio são bombas que contém apenas 1 estágio ou seja apenas um rotor para propulsão Este tipo de bomba tem como característica principal uma maior vazão Bombas Multiestágios são bombas que possuem mais de um estágio ou seja vários rotores de propulsão Este tipo de bomba tem como característica principal uma maior pressão além da vazão