Avaliação de Máquinas de Fluxo - Cálculos e Desempenho de Bombas

Avaliação 1 Máquinas de Fluxo Questão 1 25 pontos Uma bomba está sendo projetada para trabalhar com água a temperatura ambiente e pressão atmosférica Os raios de entrada 1 e saída 2 do rotor são r1100 mm e r2180 mm respectivamente As larguras de entrada e saída do rotor são b150 mm e b230 mm A bomba que possui eficiência de 90 deve fornecer 025 m³s do fluído a uma altura carga líquida de 145 m ao se rotacionar o rotor a 1720 rpm O projeto da pá nessas condições são as condições de projeto de bombas ou seja v1 T 0 ms Dadas essas condições determine os ângulos β1 e β2 e a potência Pm necessária para a operação da bomba Use π314 Questão 2 25 pontos As seguintes informações são de um modelo comercial de bomba para bombear água r1100 mm r2175 mm β130 β220 n1440 rpm Com base nessas informações considerando uma condição de projeto α190 e b1b2b50 mm calcule a Vazão volumétrica m³s b Potência hidráulica Watts c Altura de elevação d Se ηB90 qual o torque no eixo do motor da bomba Questão 3 25 pontos Dois modelos de bombas A e B tem as curvas de altura de elevação mostradas na figura abaixo Com base nisso para uma associação em série com 2 bombas do modelo A e 2 bombas do modelo B qual seria a vazão equivalente da associação considerando a vazão de 150 Ls para cada bomba Nessa mesma condição qual seria a altura de elevação em m Se para a vazão dada a potência da bomba A é 800 W e a potência da bomba B é 1275 kW qual a potência da associação Em caso de uma associação em paralelo com uma bomba de cada modelo qual seria o comportamento da vazão e da altura de elevação Questão 4 25 pontos Uma bomba centrífuga foi projetada para fornecer no seu ponto de melhor eficiência água a uma altura de elevação de 20 m e vazão de 005 m³s Essa bomba é acionada por motor síncrono que opera a 3000 rpm quando ligado na rede elétrica de 50 Hz No entanto esse equipamento foi exportado para um país onde a frequência da rede elétrica é de 60 Hz fazendo com que seu motor funcione a 3600 rpm Sendo o diâmetro do rotor de 300 mm qual será a nova condição operacional H m e Q m³s devido ao aumento da rotação Considere g 10ms² e massa específica da água igual a 1000 kgm³ Avaliação 2 Máquinas de Fluxo Questão 1 15 pontos Cite ao menos 2 formas de realizar ajustes no sistema de fluido manipular curvas características de um sistema bomba ou ambos Ilustre o efeito causado em um diagrama que relaciona a altura de elevação com a vazão do sistema Questão 2 10 pontos Cite ao menos 2 tipos de bombas de deslocamento positivo e ao menos uma aplicação para cada tipo Questão 3 35 pontos Uma determinada operação de produção exige que óleo IRM 903 seja bombeado entre dois reservatórios Para essa tarefa deve ser utilizada uma bomba centrífuga específica da família KSB Meganorm 80250 1750 rpm cuja curva característica se apresenta na Figura 1 O diâmetro da bomba selecionada deve ser de 266 mm e o óleo que deve ser transportado possui massa específica de 079 gm3 e viscosidade de 220 cSt Com base nisso determine a vazão volumétrica para o óleo m³h b a altura de elevação para o óleom c a eficiência para o óleo Figura 1 Curvas características para bombas KSB Meganorm 80250 1750 rpm Vazão x100 GPM Fatores de correção CQ CN Elevação pés VISCOSITYSSU CENTISTOKES CH C0 Cn 06 QNN 08 QNN 10 QNN 12 QNN Questão 4 40 pontos A estação elevatória irá bombear água 20 C de um lago para um reservatório com uma bomba de diâmetro 209 mm curvas características na figura a seguir A tubulação possui diâmetro interno de 4 Na região de sucção e descarga essa tubulação possui comprimento linear de 15 m e 25 m respectivamente A diferença de cota entre a superfície do lago e do reservatório é de 10 m sendo que a bomba trabalha com sucção negativa a uma altura de sucção de 2 metros do lago Considera o regime turbulento para o escoamento a massa específica ρ e a viscosidade cinemática da água ν igual a 1000 kgm3 e 10x106 m2s respectivamente Figura 2 Curvas características para uma determinada família de bombas centrífugas Os principais acessórios da tubulação de sucção são uma curva de 90 de raio longo uma válvula de pé com crivo e uma válvula de esfera As singularidades da tubulação de descarga são uma curva de 90 de raio longo uma válvula de retenção e uma válvula globo A lista a seguir apresenta as os coeficientes de perda de carga para as singularidades do sistema Coeficientes de perda para as singularidades do sistema Com base nessas informações calcule a A potência consumida pelo sistema e a altura de elevação no ponto de operação b O NPSH disponível no sistema c A altura limite entre a bomba e o lago recalque para que o sistema não apresente cavitação