Uma bomba hidráulica está localizada abaixo do nível superior de água contida no reservatório de aspiração (bomba afogada). A tubulação de aspiração está na horizontal. A diferença de cotas entre as linhas de centro dos flanges de entrada (aspiração) e de saída (recalque) da bomba é
. O reservatório de recalque está localizado acima do flange de saída da bomba de modo que o nível superior de água contida no reservatório é de 30 m acima da linha de centro da bomba. Os dois reservatórios estão à pressão atmosférica. As pressões estáticas na entrada e na saída da bomba são
(efetiva) e
(efetiva), respectivamente, e os respectivos diâmetros são 150 e 100 mm . As perdas de energia na bomba são de
e as perdas de energia do nível d’água do reservatório de aspiração até a entrada da bomba são de
. Dados:
:
a. Faça um esquema simplificado da instalação de bombeamento;
b. Calcule o valor da potência de eixo da bomba, para uma vazão de
;
c. Calcule o valor da diferença entre os níveis d’água nos reservatórios.
a. Faça um esquema simplificado da instalação de bombeamento;
b. Calcule o valor da potência de eixo da bomba, para uma vazão de
c. Calcule o valor da diferença entre os níveis d’água nos reservatórios.
Passo 1
Resumindo o enunciado: temos dois reservatórios abertos à atmosfera, ligados por uma bomba hidráulica. A tubulação de sucção é horizontal, a distância vertical entre as saídas da bomba é de
,m, e o nível livre do reservatório de recalque está
,m acima do centro da bomba. Na entrada da bomba a pressão estática é
,kgf/cm
(gauge) e no recalque é
,kgf/cm
(gauge). Os diâmetros de sucção e recalque são
,mm e
,mm, a vazão é
,L/s, as perdas na linha de sucção totalizam
,m de coluna d’água e as perdas internas da bomba são de
,J/kg. Dados:
,kg/m
,
,m/s
. Vamos primeiro esboçar a instalação, depois calcular a potência de eixo e, por fim, determinar a diferença de nível entre os reservatórios.
Passo 2
Esquema simplificado (descrição):
– Reservatório de aspiração aberto à atmosfera, nível livre desconhecido .
– Tubo horizontal de diâmetro ,m, com perda
,m, ligando ao flange de sucção da bomba.
– Bomba entre flange de sucção e flange de recalque, perdas internas ,J/kg.
– Tubo de recalque de diâmetro ,m até o segundo reservatório, aberto à atmosfera, nível livre
,m acima do centro da bomba.
– Reservatório de aspiração aberto à atmosfera, nível livre desconhecido
– Tubo horizontal de diâmetro
– Bomba entre flange de sucção e flange de recalque, perdas internas
– Tubo de recalque de diâmetro
Passo 3
Cálculo das velocidades nos tubos de sucção e recalque:
Cálculo das cargas por pressão:
Cálculo da diferença de velocidade sub i head:
Passo 4
Cálculo da carga total absorvida pela bomba (carga de eixo em metros de coluna d’água):
Substituindo valores (
,m e
,m):
Potência de eixo da bomba:
Passo 5
Diferença entre os níveis d’água dos reservatórios:
a carga bruta gerada pela bomba entre pontos de sucção e recalque (sem considerar perdas em sucção nem internas) é
a carga bruta gerada pela bomba entre pontos de sucção e recalque (sem considerar perdas em sucção nem internas) é
Como ambos os reservatórios estão à pressão atmosférica e sem velocidade na superfície, isso equivale à diferença de cota:
Resposta
a. Descrito no Passo
.
b. ,kW.
c. Diferença entre os níveis d’água ,m.
b.
c. Diferença entre os níveis d’água