Um conjunto elevatório deverá ser especificado para operar nas seguintes condições. Líquido, água a
, vazão a ser recalcada
, material das tubulações aço galvanizado sem costura,
, altura geométrica
, diâmetro da tubulação de recalque determinado pelos métodos da Seção
, diâmetro de sucção
, comprimento da tubulação de recalque igual a 432 m e de sucção,
, rotação escolhida para a bomba
. Nas tubulações constam os seguintes acessórios: sucção, válvula de pé com crivo e curva
; recalque, válvula de retenção tipo leve, registro de gaveta, duas curvas de
e uma curva de
. Determine o tipo da bomba, diâmetro do rotor, rendimento no ponto de funcionamento, potência necessária à bomba e potência elétrica do motor.
Passo 1
O enunciado pede o projeto de uma bomba centrífuga para bombear água a
com vazão
entre dois pontos com desnível geométrico
. A tubulação de recalque tem diâmetro interno
, comprimento
e rugosidade
; a sucção tem
e
. Há acessórios com coeficientes de perda (pé de válvula, válvula de retenção, registro de gaveta, cotovelos). A rotação da bomba será
.
Conteúdo: cálculo de perda de carga por Darcy–Weisbach, perdas localizadas, somatório das alturas, número de velocidade específica para escolha do tipo de bomba, dimensionamento aproximado do diâmetro do rotor via energia teórica, rendimento típico, potência hidráulica e potência elétrica.
Conteúdo: cálculo de perda de carga por Darcy–Weisbach, perdas localizadas, somatório das alturas, número de velocidade específica para escolha do tipo de bomba, dimensionamento aproximado do diâmetro do rotor via energia teórica, rendimento típico, potência hidráulica e potência elétrica.
Passo 2
Calcular velocidades e números de Reynolds para as tubulações:
Com
e
,
semelhantemente
.
Pelo diagrama de Moody ou Colebrook–White, para adota-se
e para
.
Pelo diagrama de Moody ou Colebrook–White, para
Passo 3
Perda de carga distribuída pela Darcy–Weisbach:
Passo 4
Perdas localizadas:
– Sucção: pé de válvula com crivo ( )
cotovelo
(
).
– Sucção: pé de válvula com crivo (
– Recalque: válvula de retenção leve (
), registro gaveta aberto (
), duas curvas
(
), e uma curva
(
).
Passo 5
Somatório das alturas:
Passo 6
Calcular o número de velocidade específica métrico:
valor típico de bomba de fluxo radial (baixa velocidade específica). Logo escolhemos uma bomba centrífuga de estágio único, fluxo radial.
Passo 7
Determinar diâmetro do rotor pela energia teórica no anel de saída (desprezando perdas de atrito interno):
Como
,
Passo 8
Rendimento hidráulico típico para bomba radial neste Ns é do ordem de
–
. Adotamos
Passo 9
Potência hidráulica e potência no eixo da bomba:
Passo 10
Potência elétrica do motor, assumindo rendimento do motor
:
Resposta
Tipo da bomba: bomba centrífuga de estágio único, fluxo radial.
Diâmetro do rotor: .
Rendimento no ponto de funcionamento: .
Potência necessária à bomba (eixo):
Potência elétrica do motor:
Diâmetro do rotor:
Rendimento no ponto de funcionamento:
Potência necessária à bomba (eixo):
Potência elétrica do motor: