Maquinas Hidraulicas Aplicadas a Engenharia Mecanica

QUESTÃO 1 A multinacional Alfa com sede no Brasil anunciou a construção de uma nova planta processadora de celulose em Goiânia Goiás Este projeto orçado em R 12 bilhões faz parte da expansão da empresa para atender à crescente demanda do mercado global de celulose Como parte da infraestrutura da planta será necessária a instalação de uma estação elevatória de água para garantir o abastecimento adequado durante todo o processo de produção A estação elevatória deverá recalcar uma vazão de 520 Ls de água e um dos desafios técnicos do projeto é a escolha do material mais adequado para a tubulação que será utilizada Duas opções de materiais estão sendo consideradas Aço Galvanizado e PVC Para tomar uma decisão embasada será necessário realizar um estudo comparativo das perdas de carga em cada material utilizando fórmulas práticas e considerando uma tubulação com diâmetro de 28 polegadas e uma extensão de 3200 metros Considerar as seguintes equações Equações Práticas para Fluidos em Trajetória Turbulenta FairWhippleHsiao Material Aço Galvanizado Fluido Água Fria FairWhippleHsiao Material PVC Fluido Água Fria Considerar Uso da bomba 10 hdia Rendimento do motor 80 Mês com 30 dias Essas bandeiras refletem as condições de geração de energia onde a bandeira amarela indica uma situação de alerta enquanto as vermelhas indicam condições críticas geralmente associadas a secas e maior uso de termelétricas que encarecem a produção Disponível em httpswwwgovbraneelptbrassuntosnoticias2024aneelaprova reducaonosvaloresdereferenciadasbandeiratarifariastext Bandeira20tarifC3A1ria20verdetextA20bandeira20tarif C3A1ria20segue20verde Entenda20mais20sobre20o 20sistema Acesso em 08 ago 2024 a Determinar a perda de carga ao utilizar o material de Aço Galvanizado e em seguida ao 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 a tubulação for construída com o material que apresentar menor perda de carga Atentese que para esta análise o custo será de R 7877 a cada 100 kW correspondente à bandeira vermelha patamar 2 ou seja apresenta a condição de maior custo QUESTÃO 2 Um engenheiro mecânico foi designado para a execução de dois projetos hidráulicos onde deverá realizar a seleção apropriada dos modelos de bombas hidráulicas além de determinar a configuração mais adequada de bombas seja em série ou em paralelo No Projeto 1 o objetivo é selecionar uma bomba hidráulica utilizando uma associação de duas bombas B1 e B2 para elevar água potável até uma caixa dágua situada a 40 metros de altura Já no Projeto 2 o engenheiro deverá selecionar uma bomba hidráulica utilizando também uma associação de duas bombas B1 e B2 com o propósito de aumentar a vazão de água contaminada contendo materiais em suspensão de um reservatório utilizado em um processo industrial para a Estação de Tratamento de Água ETA Este contexto destaca a importância da correta seleção e associação das bombas de acordo com as características e necessidades específicas de cada projeto a Qual deverá ser a categoria da bomba hidráulica a ser aplicada no Projeto 1 e no Projeto 2 Considere as famílias das Bombas Volumétricas e das Bombas Rotodinâmicas b Qual deverá ser o tipo de associação de bombas B1 e B2 para o Projeto 1 e para o Projeto 2 respectivamente c Qual deverá ser o melhor modelo de rotor lembrando que existem os modelos do tipo aberto fechado e semiaberto a ser aplicado no Projeto 1 e no Projeto 2 AÇO GALVANIZADO PVC 1 a ΔH 0002021 L Q188D188 ΔH 00008695 L Q175D475 ΔHg 0002021 3200 05218807112188 ΔHPVC 00008695 3200 05217507112475 ΔHA6 998m ΔHPVC 447 m 1 b Potência hidráulica aço Potência hidráulica PVC Potaco 052 1000 981 998 6388 KW Potpvc 052 1000 981 447 2888KW 1000 080 1000 080 Consumo mensal aço Consumo mensal PVC C 6388 10 30 19164 Kw C 2888 10 30 8664 Kw Custo mensal aço Custo mensal PVC C 19164 7827 R150991 C 8664 7827 R68240 100 100 Economia mensal C R150991 R68240 R82751 5482 A economia mensal ao usar PVC ao inves de aço galvanizado é de R 82751 ou 5482 2 a Bombas volumétricas e rotodinâmicas são as principais famílias de bomba Projeto 1 Bomba rotodinâmica usar como bomba centrífuga que é usada para movimentar grandes líquidos Projeto 2 Bomba volumétrica não lido melhor com fluidos viscodos ou contendo sólidos b Projeto 1 Associação em série pois é usado para elevar a altura manométrica Projeto 2 Associação em paralelo pois aumenta a vazão usado para água contaminada c Projeto 1 Rotor fechado pois é eficiente para líquidos limpos e não abrasivos Projeto 2 Rotor sem aberto pois é ideal para fluidos contaminados evita entupimento e passagem de pequenos sólidos