P3 - Resolução Questão 03

UNIVERSIDADE FEDERAL DE OURO PRETO Curso Engenharia Mecânica Disciplina Maquinas de Fluxo e Sistemas Hidráulicos MEC105 Professor Claudio Santana Prova P3 202402 Valor 20 pontos AlunoMatricula É expressamente proibido o compartilhamento e divulgação desse documento em grupos de WhatsApp internet e redes socias 1 Uma instalação hidráulica está sendo projetado para a bomba recalcar 60000 Lh de água e a bomba deverá ser instalada Estimar valor de altura h entre 6 a 9m acima do reservatório de sucção A pressão atmosférica local é igual a 9932kPa a temperatura da água na entrada da bomba foi estimada em 35ºC a pressão de vapor estimada foi de 0886kpa e a perda de carga na tubulação Estimar valor de perda de carga Hps entre 2 a 7 m Determine Dados Massa especifica1000 kgm3 aceleração de gravidade980m2s Atenção Escolher valor para as variáveis h e Hps recomendados entre parentes Deixar claro na resolução da questão os valores escolhidos UNIVERSIDADE FEDERAL DE OURO PRETO Curso Engenharia Mecânica Disciplina Maquinas de Fluxo e Sistemas Hidráulicos MEC105 Professor Claudio Santana Prova P3 202402 Valor 20 pontos a A bomba utilizando rotor de 174mm representada pelas curvas acima entra em cavitação nas condições acima Justifique 2 pontos b Se sim qual a altura de instalação da bomba Justifique 2 pontos c Instalação normal ou afogada Justifique 2 pontos d Considerando o reservatório de sucção seja fechado com pressão manométrica de 50kpa a bomba entra em cavitação Justifique 2 pontos UNIVERSIDADE FEDERAL DE OURO PRETO Curso Engenharia Mecânica Disciplina Maquinas de Fluxo e Sistemas Hidráulicos MEC105 Professor Claudio Santana Prova P3 202402 Valor 20 pontos 2 Uma bomba com rotor de 179mm e rotação de 3500rpm está sendo utilizada em uma instalação hidráulica para recalcar 40m3h de água num reservatório aberto onde a pressão atmosférica 10132kPa A pressão de vapor estimada foi de 0886kpa e a perda de carga Estimar valor de perda de carga Hps entre 2 a 7 m A velocidade na tubulação de aspiração igual a 40ms Determine Dados Massa especifica 1000 kgm3 aceleração de gravidade980m2s Atenção Escolher valor para a variável Hps recomendado entre parentes Deixar claro na resolução da questão os valores escolhidos a A altura de aspiração limite para que não ocorra cavitação 15 pontos b Sistema normal ou com bomba afogada Justifique a resposta 15 pontos c Nessa condição calcular o rendimento da bomba 15 pontos UNIVERSIDADE FEDERAL DE OURO PRETO Curso Engenharia Mecânica Disciplina Maquinas de Fluxo e Sistemas Hidráulicos MEC105 Professor Claudio Santana Prova P3 202402 Valor 20 pontos 3 Uma bomba de um catálogo de um determinado fabricante com 200mm de diâmetro opera a 3500rpm e apresenta as curvas características HbQ ηQ e NPSHrQ como mostrado nas figuras abaixo A altura manométrica pode ser representa como Hm3000012755Q2 onde com Qm3h O rendimento global da bomba pode ser aproximado pela relação η221Q0013Q2 onde com Qm3h O NPSHr pode ser representado pela relação NPSHrm 00003Q2 Determine Dados Massa especifica 1000 kgm3 aceleração de gravidade980kgm3 pressão atmosférica 101230pa e pressão de vapor36kpa a Determinar no ponto de máximo rendimento a altura manométrica vazão e potência de acionamento mostrar pontos no gráfico 15 pontos b Determinar a altura manométrica e vazão no ponto de operação da bomba com a curva do sistema representada pela equação Hsm200001Q2 mostrar ponto no gráfico 15 pontos 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 0 25 5 75 10 125 15 175 20 225 25 275 30 325 35 375 40 425 45 475 50 525 55 575 60 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100105110115120125130135140145150 Rendimento Altura Man NPSH m Vazão m3h Hb NPSHr rendimento UNIVERSIDADE FEDERAL DE OURO PRETO Curso Engenharia Mecânica Disciplina Maquinas de Fluxo e Sistemas Hidráulicos MEC105 Professor Claudio Santana Prova P3 202402 Valor 20 pontos c Considerando o sistema com altura estática de sucção de 4m e perda de carga na sucção de 5m verificar se no ponto de operação a bomba cavitara Se sim qual a solução para bomba não cavitar 15 pontos d Foi solicitado que o sistema recalque 100m3h da água a uma altura manométrica de 225m A bomba atendera essa nova solicitação de descarga Se não como deve ser feita a associação das bombas serie ou paralelo já que a empresa possui outra bomba semelhante Justifique sua resposta traçando a curva no gráfico e determine o novo ponto de operação e rendimento 15 pontos e Foi solicitado que o sistema recalque 60m3h da água a uma altura manométrica de 47m A bomba atendera essa nova solicitação de descarga Se não como deve ser feita a associação das bombas serie ou paralelo já que a empresa possui outra bomba semelhante Justifique sua resposta traçando a curva no gráfico e determine o novo ponto de operação e rendimento 15 pontos UNIVERSIDADE FEDERAL DE OURO PRETO Curso Engenharia Mecânica Disciplina Maquinas de Fluxo e Sistemas Hidráulicos MEC105 Professor Claudio Santana Prova P3 202402 Valor 20 pontos Formulário 𝐻𝑎𝑚𝑎𝑥 𝑃𝑎𝑡𝑚 𝛾 𝑃𝑣𝑎𝑝 𝛾 𝑣12 2𝑔 𝑣02 2𝑔 𝐻𝑝 𝑃𝑎𝑡𝑚 𝛾 𝐻𝑎 𝑃𝑣𝑎𝑝 𝛾 𝐻𝑝𝑠 𝑣12 2𝑔 𝐻𝑝𝑏 𝑁𝑃𝑆𝐻𝑟𝑒𝑞 𝑣12 2𝑔 𝐻𝑝𝑏 𝐻𝑝𝑏 𝜎 𝐻𝑚𝑎𝑛 𝜎 12 103𝑁𝑠4 3 𝑁𝑠 𝑁 𝑄1 2 𝐻𝑚𝑎𝑛3 4 𝑊 𝛾 𝑄 𝐻𝑚𝑎𝑛 𝜂