Otimização da Instalação Hidráulica: Seleção de Bombas e Análise de Desempenho

UNIVERSIDADE FEDERAL DE OURO PRETO Curso Engenharia Mecânica Disciplina Maquinas de Fluxo e Sistemas Hidráulicos MEC 105 Professor Claudio Santana Valor 1 0 pontos 1 Durante 6 meses do ano a linha de produção de uma empresa necessita opera r com vazão de 70m 3 h e nos outros 6 meses precisa operar com vazão de 15 0m 3 h Visando otimizar o funcionamento da instalação hidráulica a a ltura manométrica da instalação em função da vazão foi determinada e mostrada na figura a baixo HSHe PrPs γ K1 Q 2 Altura manométrica da inflação em função da vazão Pedese a Selecionar no catálogo do fabricante disponibilizado no moodle as bombas para otimizar o funcionamento da instalação hidráulica durante todo o ano b Inserir as curvas das bombas selecionadas indicando potência de acionamento diâmetro do rotor e rendimento global c Explicar como devera ser feita a conexão das bombas serie ou paralelo caso seja necessário e descrever os procedimentos de funcionamento das bombas em cada período do ano 2 Uma bomba KSB de 125mm de diâmetro opera com n3500rpm A altura manométrica pode ser representa como Hm 29 00012755Q 2 onde com Qm 3 h O rendimento global da bomba pode ser aproximado pela relação η 221Q 0018Q 2 onde com Qm 3 h Dados M assa especifica 1000 kgm 3 aceleração de gravidade980kgm 3 pressão atmosférica101230pa e pressão de vapor36kpa a Graficar a curva característica da altura manométrica e do rendimento da bomba em função da vazão variar a vazão de 10 em 10m 3 h de 0 a 200m 3 h b Determinar no ponto de máximo rendimento a altura manométrica vazão e potência de acionamento c Determinar o ponto de operação da bomba com a curva do sistema 1 representada pela e quação Hs1m200001Q 2 d Determinar o ponto de operação da bomba com a curva do sistema 2 representada pela e quação Hs2m00018Q 2 Observação Traçar a b e d no mesmo gráfico e Foi solicitado que o sistema 2 recalque 110m 3 h da água a uma altura manométrica de 26m A bomba atendera essa nova solicitação de descarga Se não empresa possui outra bomba semelhante como deve ser feita a associação das bombas serie ou paralelo Justifique sua resposta traçando a curva no gráfico e determine o ponto de operação Observação Traçar novo gráfico f Foi solicitado que o sistema 1 recalque 100m 3 h da água a uma altura manométrica de 30m A bomba atendera essa nova solicitação de descarga Se não como deve ser feita a associação das bombas serie ou paralelo Justifique sua resposta traçando a curva no gráfico e determine o ponto de operação Observação Traçar novo gráfico g Graficar a curva de NPSH requerido da bomba que é representada pela equação NPSHr m00003Q 2 Observação Incluir g no gráfico com a b e d h Considerando o sistema 1 com altura estática de sucção de 4 m e perda de carga na sucção de 3 m verificar se a bomba cavitara com a mesma funcionando no ponto de operação Se sim qual a solução para bomba não cavitar i Considerando o sistema 2 com altura estática de sucção de 3m e perda de carga na sucção de 6m verificar se a bomba cavitara com a mesma funcionando no ponto de operação Se sim qual a solução para bomba não cavitar j Foi solicitado que o sistema 1 recalque 30m 3 h da água a uma altura manométrica de 2 7 m Qual a rotação a ser ajustada na bomba para atender a essa solicitação de forma a manter o mesmo rendimento l Foi solicitado que o sistema 2 recalque 70m 3 h da água a uma altura manométrica de 20m Qual o diâmetro a ser ajustado no rotor da bomba para atender a essa solicitação de forma a manter o mesmo rendimento m Traçar a curva manométrica e rendimento da bomba funcionando em serie n Traçar a curva manométrica e rendimento da bomba funcionando em paralelo