Regra de Semelhança e Rendimento em Máquinas de Fluido

Regra de Semelhança Prof Me André Chiconi Rialto Conteúdo Regra de Semelhança Rendimento Grandeza unitárias Rotação específica Coeficientes Admensionais 2 Regra de Semelhança Permite a partir de dados obtidos de um modelo reduzido calcular dados para um protótipo Há três tipos de semelhanças 3 Regra de Semelhança Semelhança geométrica As relações entre dimensões se mantém constantes 4 Regra de Semelhança Semelhança cinemática As relações entre as velocidades e acelerações se mantém constantes 5 Regra de Semelhança Semelhança dinâmica As relações entre as forças se mantém constantes 6 Rendimento Devido a alguns fatores influenciados pela diferença de tamanho entre protótipo e modelo rugosidade Reynolds o rendimento sofre influencia do efeito de escala Portanto através de relações empíricas 7 Rendimento Formula de Moody Bombas Dm Diâmetro característico do rotor D5 8 Rendimento Formula de Hutton Turbinas Hélice e Kaplan 9 Rendimento Formula de Moody Turbina Francis Dm Diâmetro característico do rotor D4 10 Rendimento Formula de Ackeret Ventiladores 11 Rendimento Formula de Ackeret Ventiladores 12 Grandezas Unitárias Considere uma máquina com as seguintes variáveis 13 Grandezas Unitárias Alterando a velocidade de rotação para n Aplicando a equação fundamental simplificada para máquinas 14 Grandezas Unitárias Rotação específica Da mesma maneira utilizando as relações de semelhanças podese obter a velocidade específica de uma máquina de fluxo dada por 16 Rotaçâo específica Quadro 51 Valores de nqA indicados para diferentes tipos de máquinas de fluido Coeficientes Adimensionais Coeficiente de Pressão 19 Coeficientes Adimensionais Coeficiente de Vazão 20 Coeficientes Adimensionais Relação entre coeficiente de pressão de vazão e rotação específica 21 Coeficientes Adimensionais Relação entre coeficiente de pressão de vazão e rotação específica 22 Coeficientes Adimensionais Coeficientes Adimensionais Coeficiente de velocidade Entrada do rotor de uma turbina 24 Para bombas centrífugas com nqA 40 Ψ 11 centrífugas com nqA 200 Ψ 09 de fluxo misto com nqA 450 Ψ 05 axiais com nqA 980 Ψ 02 Coeficientes Adimensionais Coeficiente de velocidade tangencial Saída do rotor de uma bomba centrífuga 25 Coeficientes Adimensionais Coeficiente de velocidade meridiana Saída do rotor de uma bomba centrífuga 26 Exemplo 1 1 Desejase projetar uma bomba centrífuga para recalcar 735 m³h de água a uma altura de 126 m sendo acionada diretamente por um motor de 3600 rpm Sabese que para esta vazão o melhor rendimento da bomba verificase para nqA 116 Valores para predimensionamento de rotores centrífugos indicam para esta velocidade de rotação específica Ψ 096 e Kcm5 014 Considerando ηv 10 e a o número de estágios que deverá possuir a bomba b o coeficiente de vazão da bomba c o diâmetro de saída do rotor d a largura de saída do rotor da bomba Exemplo 2 2 Um ventilador que trabalha com ar de massa específica ρ 12 kgm³ apresenta as seguintes características n 3600 rpm Q 269 m³s Δpt 960 Pa e ηt 076 Fazendo este ventilador funcionar com uma velocidade de rotação de 1750 rpm e considerando o rendimento total como invariantável com a mudança de rotação determinar a a vazão fornecida pelo ventilador para 1750 rpm b a diferença de pressão total produzida para 1750 rpm c a potência consumida no eixo a 3600 rpm d a potência consumida no eixo a 1750 rpm e o tipo de ventilador em questão Bibliografia Henn E A L Máquinas de Fluidos 2ed editoraufsm 29