2- Calcular a Pressão Absoluta na tubulação de sucção de uma bomba centrifuga instalada nas seguintes condições: altitude local: a 3000 metros acima do nível do mar (Patm=522mm de Hg ). Desconsidere as perdas de carga ao longo da tubulação de sucção e de suas conexões. Altura de sucção
com pressão manométrica na sucção de
. Nessas condições, o que ocorreria na tubulação de sucção, se a Pressão de Vapor do Fluido a temperatura de
for 0,1739 mca.
Passo 1
O enunciado pede duas coisas: calcular a pressão absoluta na tubulação de sucção e dizer o que ocorreria na sucção se a pressão de vapor do fluido a
for
mca.\n
Dados fornecidos:
Dados fornecidos:
Passo 2
Entendimento das grandezas e fórmula básica. Vou explicar o que é cada pressão para você não se perder na prova:\n
- Pressão manométrica (ou manômetro) é a pressão medida em relação à pressão atmosférica local. Quando ela é negativa, significa que a pressão no interior da tubulação está abaixo da pressão atmosférica. Vou denotar essa pressão por
.\n - Pressão absoluta é a pressão medida em relação ao vácuo absoluto. Denotamos por
.\n
A relação entre elas é simples:
Aqui
e
devem estar na mesma unidade (ex.: mca). Repare que, se
for negativo,
será menor que
.
Passo 3
Conversão da pressão atmosférica dada em
para
(metros de coluna de água). Vou explicar a conversão de forma direta e confiável:\n
A relação entre mm Hg e m de coluna d’água pode ser obtida pelas densidades, ou usando a constante:
A relação entre mm Hg e m de coluna d’água pode ser obtida pelas densidades, ou usando a constante:
Portanto, para
fazemos:
Passo 4
Cálculo numérico de
em mca. Faço a conta passo a passo:
Arredondando razoavelmente para a prova:
Passo 5
Agora calculamos a pressão absoluta usando a fórmula do Passo 2. A pressão manométrica é negativa e vale
. Logo:
Arredondando para três algarismos relevantes:
Passo 6
Comparação com a pressão de vapor do fluido e interpretação física:\n
A pressão de vapor dada é . Compare:
A pressão de vapor dada é
Vemos que
Calcule o déficit:
Significado físico: quando a pressão absoluta do líquido fica abaixo da sua pressão de vapor local, o líquido tende a vaporizar formando bolhas na sucção — esse fenômeno chama-se cavitação. Na prática, cavitação causa ruído, perda de desempenho da bomba, vibração e pode danificar as pás da bomba por erosão. Para evitar isso na prova ou na engenharia real, você precisa garantir
maior que
(a margem é o chamado NPSH disponível comparado ao NPSH requerido).
Resposta
Haveria cavitação na tubulação de sucção, pois