A cavitação é um fenômeno danoso a sistemas de bombeamento nos quais bolhas de ar se formam na entrada do rotor da bomba, causando problemas como ruídos e erosão do rotor. Pará evitar esses problemas, e necessário que:
◯ NPSHrequerido < NPSHdisponivel
◯ NPSHrequerido
NPSHdisponivel
◯ NPSHrequerido > NPSHdisponivel
◯ NPSHrequerido
NPSHdisponivel
◯ NPSHdisponivel
NPSHrequerido
◯ NPSHrequerido < NPSHdisponivel
◯ NPSHrequerido
◯ NPSHrequerido > NPSHdisponivel
◯ NPSHrequerido
◯ NPSHdisponivel
Passo 1
O enunciado apresenta várias alternativas de desigualdade envolvendo NPSH requerido e NPSH disponível e pede que se escolha qual condição é necessária para evitar cavitação. As opções dadas são, textualmente:
- NPSHrequerido < NPSHdisponivel
- NPSHrequerido
NPSHdisponivel - NPSHrequerido > NPSHdisponivel
- NPSHrequerido
NPSHdisponivel - NPSHdisponivel
NPSHrequerido
O que é pedido: identificar qual das desigualdades acima expressa corretamente a condição para evitar cavitação numa bomba.
Passo 2
Entender o que cada termo significa (aulas rápidas, sem fórmulas complicadas).
-
é a quantidade de “head” (em metros de coluna de líquido) que existe na sucção da bomba acima da pressão de vapor do líquido. É a cabeça real que o sistema pode fornecer para evitar que o líquido ferva na entrada do rotor. -
é o valor mínimo de NPSH que o fabricante da bomba diz ser necessário para que a bomba trabalhe sem cavitar à vazão e condições especificadas. Esse valor já incorpora características hidráulicas internas da bomba (geometria, velocidades, etc.).
Interpretação física (em palavras): se a cabeça disponível na sucção for menor que a mínima que a bomba precisa, o líquido pode vaporizar perto do rotor — isso é cavitação. Para evitar isso, a cabeça disponível tem de ser suficiente em relação à necessidade da bomba.
Passo 3
Fórmula prática e explicação das suas parcelas (não precisa decorar tudo, mas entender o papel de cada termo).
Uma forma geral útil para calcular é:
Uma forma geral útil para calcular
onde:
-
é a pressão absoluta no ponto de entrada (por exemplo pressão atmosférica menos perda por coluna de líquido acima da sucção); -
é a densidade do líquido; -
é a aceleração da gravidade; -
é a altura de velocidade (velocity head) na sucção; -
é a pressão de vapor do líquido (em Pa); -
são as perdas de carga entre o ponto onde a pressão foi medida e a entrada da bomba (em m).
Explicando cada termo sem mistério:
- Dividindo pressões por
converte pressão em metros de coluna de líquido (head). - Subtrai-se o
porque o que interessa é o quanto a pressão local está acima da pressão de vapor: se a pressão local cai até atingir , começa a formar vapor. - As perdas na tubulação reduzem a cabeça disponível no ponto de entrada real da bomba.
Passo 4
Regra prática e margem de segurança.
- O fabricante dá
tipicamente para evitar cavitação sob as condições nominais. Se a for igual ao valor requerido, a bomba estará em ponto limítrofe — pode ocorrer cavitação intermitente ou ruído, e qualquer variação (aumento de perdas, subida da temperatura que aumenta , etc.) pode levar à cavitação. - Por isso, na prática de projeto e operação, exige-se que a
seja maior que a , deixando uma margem de segurança (safety margin).
Passo 5
Exemplo numérico simples para fixar (sem calculadora complicada).
- Suponha que a bomba precisa de
. - Se o sistema fornecer
, então há folga de — operação segura. - Se
, a situação é limite (risco). - Se
, haverá cavitação praticamente certa.
Passo 6
Analisando as alternativas dadas:
- Alternativas que colocam
maior do que correspondem a situações que geram cavitação — portanto estão erradas para a condição de evitar cavitação. - A alternativa com
(menor ou igual) tecnicamente inclui o caso limite de igualdade, que não é uma garantia prática contra cavitação (é o ponto de início). Por isso a forma mais correta e segura, do ponto de vista de projeto e operação, é afirmar que a disponível deve ser maior que a requerida.