Lista de Exercícios Resolvidos - Máquinas de Fluxo - Turbinas e Ventiladores

MÁQUINAS DE FLUXO Questão 1 Descreva a principal diferença entre as máquinas geradoras e máquinas motoras Exemplifique se necessário Questão 2 Explique por que o fator de escala não se aplica em máquinas de escoamento tangencial Questão 3 Esboce e determine as componentes dos triângulos de velocidades na entrada e saída de uma bomba centrífuga que apresenta escoamento com entrada radial O diâmetro interno do rotor é 70 mm e o diâmetro externo é de 320 mm Considerando que as larguras das pás são iguais na entrada e na saída do rotor com uma medida de 12mm Os ângulos de inclinação das pás na entrada e saída são 20 e 25 respectivamente A rotação da bomba é de 1175 rpm Questão 4 O rotor de um ventilador centrífugo insufla ar massa específica 12 kgm³ com um Δpt 576 Pa O equipamento apresenta as seguinte características n 1200 rpm Beta5 135 Alfa4 90 b5 b4 70 mm D5 350 mm D4 280 mm μ 088 𝜂h 075 𝜂v 088 𝜂a 098 𝜂m 095 Desprezar a espessura das pás Calcular a A potência no eixo do ventilador b O ângulo de inclinação das pás na entrada do rotor Questão 5 Uma turbina Francis foi projetada para uma potência de 550 kW a uma rotação de 900 rpm quando submetida a uma altura de queda de 42 m Desprezando as espessuras de pás e considerando Beta4 90 alfa5 90 𝜂h 081 𝜂m 096 𝜂v 098 𝜂a 10 cm4 126 ms cm5 100 ms e D4D5 17 calcular a O ângulo de inclinação na saída das pás do sistema diretor b O diâmetro de entrada do rotor da turbina D4 c A largura de entrada do rotor da turbina b4 Questão 6 Um ventilador que trabalha com ar de massa específica igual a 12 kgm³ apresenta as seguintes características n 3600 rpm Q232 m³s Δpt980 Pa e 𝜂𝑡072 Determinar a A potência consumida no eixo a 3600 rpm b O tipo de ventilador em questão 1 Quando o trabalho é realizado pelo fluido a máquina é chamada de motora E quando o trabalho é realizado sobre o fluido a máquina é chamada de geradora 2 Porque na máquina de escoamento tangencial o fluido escoa tangencialmente às suas pás ou seja a sua distribuição de velocidade é diferente das máquinas em que o fluido escoa na parte interna do rotor 3 4 entrada d4 70 mm 5 saída ds 320 mm n 1175 rpm B4 20º bomba centrifuga B5 25º referente às pás u4 πdn 60 π0071175 60 43 ms u5 πdsn 60 π1175032 60 1969 ms velocidades tangenciais na entrada a componente tangencial de C4 é nula α4 90º tg B4 C4 u4 C4 u4tg B4 43 tg 20 157 ms Cma cos B4 u4 W4 W4 u4 cos B4 43 Cos 20 458 ms na saida B5 90º i Cms C4 Cm4 157 tg B5 Cm4 u5 Cus tg 25 157 1969 Cus Cus 163 u5 Cus 339 ms sen B5 Cm4 Ws Ws 157 sen 25 372 ms C52 Cm42 Cus2 C5 1572 1632 164 ms C5 4 ventilador centrifugo d4 028 m α4 90º b4 70 mm n 1200 rpm ds 035 m β4 135º 90 b5 70 mm ρ 12 kgm3 ΔP t 576 Pa ηh 075 ηv 088 ηa 098 ηm 095 μ 088 todas a A potência é P ρQƳ η total Q ηvQr ηvAsCms ηv πdsbsCms 1 encontrar Ƴ ΔP ρ ηhƳpǎ ηh μƳpǎ ηhμ u5 Cus u4 C4 0 sem componente tangencial na entrada p velíc absoluta Ƴ ηhμu5Cus ΔP ρ 2 na saida u5 πdsn 60 π0351200 60 22 ms b substituindo em 2 07508822Cus 576 12 Cus 3306 ms Ƴ 576 12 480 JKg tg 45 Cms 1106 Cms 1106 ms cus u5 1106 ms encontrando Q Q 0752π0350071106 066 m3s faltam as eficiências ηaηm 098095 η total Pot 12066480 098095 40786 W Pot 5 Turbina francis motora radial Pot 550 kw β4 40º ηh 081 C m4 126 ms n 900 rpm α5 40º ηm 096 Cms 10 ms H 42 m d4ds 17 ηv 098 ηa 1 Y gH e Y μƳpǎ μ u5 Cus u4 C4 ηh Como α5 0 Cus 0 para máquinas motoras Y μ u4u4ηh gH do triângulo de velocidades entrada u4 C4 u4 C4 ηh μu42 gH u4 gH μηh 98142 181 183 ms u4 a α4 tg1 Cm4 u4 tg1 126 173 346º α4 b u4 πd4n 60 d4 18360 π900 0388 m 388 mm d4 ds d4 17 2282 mm potência gerada pelo eixo da potência hidráulica Pot ρQYηt onde Q AV πd4b4Cm4 vel meridiana de entrada na turbina Q 55000 1000981420810960981 1752 m3s 1752 π0388b4126 b4 0114 114 mm b ρ12 kgm³ ventilador n 3600 rpm Q 232 m³s ΔPt 980 Pa ηt 072 a Pot ρQY ηt Y ΔP ρ 980 12 81667 Pot 12 232 81667 072 31578 W 316 KW Pot b ηqA 103 n Q12 Y34 103 360060 2328166712 5982 da tabela ventilador AXIAL