(2,5) - Uma bomba transfere água entre dois reservatórios mantidos no mesmo nível, altura geométrica nula. O eixo da bomba está situado a
acima do nível d’água de ambos os reservatórios. Para uma rotação de 1200 r.p.m a vazão descarregada é 6,82 l/s e as perdas de carga totais na sucção e no recalque valem, respectivamente,
e
. Até que valores podem chegar a rotação da bomba e a vazão recalcada, sem ocorrer cavitação, se o coeficiente de cavitação crítico da bomba vale
? Assuma que a bomba trabalha com um rendimento máximo constante e que a pressão atmosférica e a pressão de vapor da água correspondem, respectivamente, a
. e
. Que tipo de bomba é recomendado para este trabalho? Utilize uma equação de resistência, para o cálculo das perdas de carga, na forma,
const
.
Passo 1
O enunciado pede que determinemos a rotação máxima
e a vazão associada
para as quais não ocorre cavitação, sabendo que o coeficiente crítico de cavitação é
. Vamos usar:
-
-
- perdas de carga
.
Passo 2
Calculamos primeiro a NPSH disponível no ponto de operação original (
,rpm,
,L/s). Em cabeça temos:
e do reservatório até o eixo da bomba há
,m de sucção acima. Logo,
Passo 3
A perda de carga total (sucção
recalque) no ponto original é
Isso define a constante
da equação
:
Passo 4
Para uma rotação
qualquer:
- A perda de carga de sucção varia como
. - A NPSHA fica
- O cabeçalho da bomba (considerando escala de afinidade) é
- A NPSH requerida é
Passo 5
Impondo a condição limite de cavitação
, temos
Portanto
Passo 6
Pela lei de afinidade
, a vazão máxima é
Para essa faixa de vazão e carga (cerca de
m), recomenda-se uma bomba centrífuga de impelidor radial (ou de fluxo misto, se quiser maior vazão), pois oferece boa escalabilidade pelas leis de semelhança e suporte ao coeficiente de cavitação dado.
Resposta
Bomba recomendada: centrífuga de impelidor radial (ou de fluxo misto para maior vazão).