AVI-Maquinas-Hidraulicas-Resolucao-de-Calculo-e-Expansao-Industrial

2 AVI AVALIAÇÃO INTEGRADA FOLHA DE RESPOSTA Disci INFORMAÇÕES IMPORTANTES LEIA ANTES DE INICIAR A Avaliação Integrada AVI é uma atividade que compreende resolução de cálculo Esta avaliação vale até 100 pontos Atenção 1 Serão consideradas para avaliação somente as atividades com status enviado As atividades com status na forma de rascunho não serão corrigidas Lembrese de clicar no botão enviar Atenção2 A atividade deve ser postada somente neste modelo de Folha de Respostas preferencialmente na versão Pdf Importante Nunca copie e cole informações da internet de outro colega ou qualquer outra fonte como sendo sua produção já que essas situações caracterizam plágio e invalidam sua atividade Se for pedido na atividade coloque as referências bibliográficas para não perder ponto CRITÉRIOS PARA AVALIAÇÃO DAS ATIVIDADES CÁLCULO Caminho de Resolução O trabalho deve seguir uma linha de raciocínio e coerência do início ao fim O aluno deve colocar todo o desenvolvimento da atividade até chegar ao resultado final Resultado Final A resolução do exercício deve levar ao resultado final correto A AVI que possui detalhamento do cálculo realizado sem pular nenhuma etapa e apresentar resultado final correto receberá nota 10 A atividade que apresentar apenas resultado final mesmo que correto sem inserir as etapas do cálculo receberá nota zero Os erros serão descontados de acordo com a sua relevância Disciplina Maquinas Hidráulicas Aplicadas a Engenharia Mecânica 2 Resolução Resposta Texto 1 A WEG de Jaraguá do Sul anunciou investimentos de R 70 milhões para a expansão da capacidade de produção de tintas líquidas industriais no Brasil até 2024 Além da construção de uma nova unidade que deve ampliar a capacidade produtiva atual em aproximadamente 70 o projeto inclui um novo centro de distribuição logística com aproximadamente 6400 m² de área construída e será projetado de forma a permitir o aumento gradual e contínuo da capacidade e atender às necessidades de expansão da companhia ao longo dos próximos anos Estes investimentos são importantes para o crescimento do negócio de tintas industriais da WEG no país pois ampliam consideravelmente nossa capacidade produtiva e logística para atendermos à crescente demanda por tintas industriais mais eficientes e sustentáveis explica Rafael Torezan diretor superintendente de tintas industriais da WEG Disponível em httpseconomiasccom20230908weganunciar70milhoespara novafabricadetintasindustriaisemsc Acesso em 10 set 2023 Para este projeto uma das plantas terá de considerar uma estação elevatória que possui uma vazão de recalque 640 Ls de água mas deverá ser realizado um estudo comparativo para definir qual material será utilizado para esta tubulação podendo ser de Aço Galvanizado ou de PVC Ambos terão seu cálculo da perda de carga utilizando as Fórmulas Práticas considerando a tubulação com o diâmetro interno de 26 e uma extensão de 4200 m Considerar as seguintes equações Equações Práticas para Fluidos em Trajetória Turbulenta FairWhippleHsiao Material Aço Galvanizado Fluido Água Fria ΔH 0002021 L Q188 D488 ΔH Perda de carga em m L comprimento da tubulação em m D Diametro da tubulação em m Q vazão em m³s FairWhippleHsiao Material PVC Fluido Água Fria ΔH 00008695 L Q175 D475 ΔH Perda de carga em m L comprimento da tubulação em m D Diametro da tubulação em m Q vazão em m³s Considerar Uso da bomba 10 hdia Rendimento do motor 80 Mês com 30 dias Q m³s ρ 1000 kg m³ g 981 ms² Potência hidráulica da bomba em Watts W Pot Q ρ g ΔH 1000 η kW Em que Pot Potência hidráulica da bomba em kW Q vazão em m³ s ρ massa específica em kg m³ ΔH Perda de carga em m η rendimento do motor da bomba em porcentagem 2 PERGUNTA Com base nos textos acima faça o que se pede a Determinar a perda de carga ao utilizar o material de Aço Galvanizado e se utilizar o PVC b Através do cálculo de potência hidráulica da bomba em kWatts estimar a economia mensal de energia elétrica em R e em porcentagem que ocorrerá quando essa tubulação for construída certamente com o material que apresentou menor Perda de Carga Atentarse que para esta análise o custo é R a cada 100 kWh Questão 02 ENUNCIADO Existe um diâmetro de recalque conveniente para o qual o custo das instalações é mínimo De acordo com Favetta 1998 o diâmetro econômico é aquele que reduz ao mínimo a soma dos custos da tubulação e da energia O autor ainda ressalta que é frequente a necessidade de se estabelecer perdas de carga com base em diâmetros econômicos Sendo assim para obter o diâmetro de sucção é o diâmetro comercial imediatamente superior ao diâmetro de recalque calculado pela fórmula anterior em metros ou milímetros m ou mm O critério econômico considera não somente o custo da tubulação mas também as despesas de operação energia Para facilitar a seleção do diâmetro de recalque é apresentado o seguinte fluxograma bem como a curva de determinação do diâmetro de recalque ideal 2 PERGUNTA Com base nas informações acima responda a Qual deverá ser a fórmula a ser aplicada quando se quer determinar o diâmetro de recalque econômico para uma Bomba Hidráulica que funciona 24 horas por dia Qual dever ser o valor do diâmetro de recalque considerando K 12 e se a vazão da Bomba Hidráulica for de 450 Ls b Agora qual deverá ser a fórmula a ser aplicada quando se quer determinar o diâmetro de recalque econômico para uma Bomba Hidráulica que funciona de forma descontínua no período de 10 horas a cada 24 horas Qual deve ser o valor do 2 diâmetro de recalque considerando que a vazão da Bomba Hidráulica é de 450 Ls Obs X à Número de horas trabalhadas 24 horas logo X 10 horas 24 horas X 04167 1 Dados Q 640 Ls 064 m3s d 26 6604 mm 06604 m L 4200m t 10h30d 300h a A perda de carga para o aço galvanizado é 𝐻𝑎ç𝑜 0002021 𝐿 𝑄188 𝑑488 0002021 4200 064188 06604488 277828 𝑚 E para o PVC 𝐻𝑃𝑉𝐶 00008695 𝐿 𝑄175 𝑑475 00008695 4200 064175 06604475 120019 𝑚 Os resultados mostram que o PVC tem uma perda expressivamente menor comparado ao aço galvanizado b O custo mensal para uma bomba suprir tais perdas são 𝑃𝑜𝑡𝑎ç𝑜 𝑄𝜌𝑔𝐻 1000𝜂 064 1000 981 277828 1000 08 21804 𝑘𝑊 𝑝𝑜𝑟 ℎ𝑜𝑟𝑎 𝑑𝑒 𝑢𝑠𝑜 𝑃𝑜𝑡𝑃𝑉𝐶 𝑄𝜌𝑔𝐻 1000𝜂 064 1000 981 120019 1000 08 9419 𝑘𝑊 𝑝𝑜𝑟 ℎ𝑜𝑟𝑎 𝑑𝑒 𝑢𝑠𝑜 O custo mensal é 𝑐𝑢𝑠𝑡𝑜𝑎ç𝑜 𝑃𝑜𝑡 𝑡𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑝𝑟𝑒ç𝑜 21804 300 𝑥 65412𝑥 𝑐𝑢𝑠𝑡𝑜𝑃𝑉𝐶 9419 300 𝑥 28257𝑥 Onde x é o preço de 1 kWh A razão é 𝑐𝑢𝑠𝑡𝑜𝑃𝑉𝐶 𝑐𝑢𝑟𝑡𝑜𝑎ç𝑜 28257𝑥 65412𝑥 0432 432 Utilizando o PVC como material do tubo haverá uma redução de 10432 0568 568 com o consumo de potência da bomba quando utilizados os tubos de aço galvanizado 2 a Para bombas hidráulicas que funcionam por 24h diárias o diâmetro econômico é dado por 450 Ls 045 m3s 𝐷𝑒 𝐾𝑄 12 045 80498 103𝑚 80498𝑚𝑚 805𝑚𝑚 b Para bombas hidráulicas que operam abaixo de 24h diárias 𝐷𝑒 13𝑋14𝑄 𝑜𝑛𝑑𝑒 𝑋 10ℎ 𝑑𝑒 𝑜𝑝𝑒𝑟𝑎çã𝑜 24ℎ 5 12 𝐷𝑒 13 5 12 1 4 045 70064 103 70064 𝑚𝑚