Máquinas Hidráulicas B - Avaliação 1

Máquinas Hidráulicas B 2s2022 Prof Dr Vinícius G S Simionatto Página 1 de 2 PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE CAMPINAS CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS AMBIENTAIS E DE TECNOLOGIA FACULDADE DE ENGENHARIA MECÂNICA Máquinas Hidráulicas B Avaliação 1 Data de Entrega 12092022 Exercício 1 Uma bomba de deslocamento positivo é composta por um cilindro de simples ação que bombeia água de uma reservatório de sucção cujo nível está a uma altura hs abaixo do centro do cilindro até um reservatório de descarga a um nível hd acima do centro do cilindro O cilindro possui um diâmetro Dc e o êmbolo percorre um curso L As tubulações de descarga e sucção possuem um diâmetro Dt e a aceleração da gravidade no local pode ser aproximada por g 981 ms² Os comprimentos das tubulações de descarga e sucção são dados por Ld e Ls respectivamente Utilizase para os testes água a 20C 𝜌 99837 kgm3 e considerase o uso de uma biela muito maior do que o raio do eixo de manivela Utilize também a pressão atmosférica como sendo 103 mca metros de coluna dágua Com estas considerações e com as informações do diagrama a seguir responda às questões propostas a 10 Para uma velocidade de rotação do eixo de manivela de 25 rpm calcule a vazão média do sistema em ls litros por segundo b 10 Para uma velocidade de rotação do eixo de manivela de 25 rpm calcule a pressão interna ao cilindro em mca no início do ciclo de descarga Indique este ponto no diagrama indicador em anexo c 10 Para uma velocidade de rotação do eixo de manivela de 25 rpm calcule a pressão interna ao cilindro em mca no final do ciclo de descarga Indique este ponto no diagrama indicador em anexo d 10 Para uma velocidade de rotação do eixo de manivela de 25 rpm calcule a pressão interna ao cilindro em mca no início do ciclo de sucção Indique este ponto no diagrama indicador em anexo e 10 Para uma velocidade de rotação do eixo de manivela de 25 rpm calcule a pressão interna ao cilindro em mca no final do ciclo de sucção Indique este ponto no diagrama indicador em anexo f 10 Considerando um fator de atrito nas tubulações de 𝑓 003 e uma velocidade de rotação do eixo de manivela de 25 rpm calcule a pressão interna ao cilindro 𝐻𝑙𝑑 em mca no centro da fase de descarga Indique este ponto no diagrama indicador em anexo g 10 Considerando um fator de atrito nas tubulações de 𝑓 003 e uma velocidade de rotação do eixo de manivela de 25 rpm calcule a pressão interna ao cilindro 𝐻𝑙𝑠 em mca no centro da fase de sucção Indique este ponto no diagrama indicador em anexo h 10 Sabese que a potência média utilizada por este sistema em um ciclo pode ser estimada por 𝑊 𝜌𝑄𝑔𝐻𝑙𝑑 𝐻𝑙𝑠 Sendo a vazão média 𝑄 em m³s a densidade 𝜌 e a gravidade 𝑔 em unidades SI e as alturas 𝐻𝑙𝑠 e 𝐻𝑙𝑑 todas em metros Neste caso estime a potência consumida pelo sistema em W para a velocidade de 25 rpm Máquinas Hidráulicas B 2s2022 Prof Dr Vinícius G S Simionatto Página 2 de 2 i 20 Desejase que a pressão absoluta da água não seja inferior a 2 mca pois neste caso haveria risco de cavitação Calcule a maior vazão volumétrica em ls a qual o sistema poderá fornecer para que este limite seja obedecido Diagrama Indicador Fórmulas Eventualmente Úteis 𝐻𝑎𝑐𝑐𝑖 𝐴𝑐𝑖𝑙 𝐴𝑡𝑢𝑏𝑜𝑖 𝐿𝑖 𝑔 𝑟𝜔2 𝐻𝑇𝑖 𝑓 𝐿𝑖 𝐷𝑖 1 2𝑔 𝐴𝑐𝑖𝑙 𝐴𝑡𝑢𝑏𝑜𝑖 2 𝜔𝑟 sin 𝜔𝑡2 𝐻 𝑃 𝜌𝑔 𝑄 𝑉𝑐 𝑓 60 rpm 1 Hz 𝐴𝑐𝑖𝑟𝑐𝑢𝑙𝑜 𝜋𝑟2 𝜋𝐷2 4 2𝜋 rads 1 Hz 𝑥12 𝑏 𝑏2 4𝑎𝑐 2𝑎 𝑖 Descarga Sucção