Determinar a potência hidráulica de uma turbina de ação (T. Pelton) sendo: i) vazão: 150 [I/s], ii) pressão no manômetro da entrada: 455 [mCA], iii) diâmetro externo do injetor na seção de medida de pressão: 30 [ cm
, iv) diâmetro interno do injetor na seção de medida de pressão: 15 [cm] e v) correção de instalação do manômetro: desprezível.
Passo 1
Primeiro, recapitulamos o enunciado: queremos a potência hidráulica de uma turbina Pelton, usando vazão, leitura de um manômetro e as dimensões do injetor onde se mediu a pressão. O conteúdo é energia por unidade de peso (carga) e potência hidráulica. Para resolver, vamos precisar converter unidades, calcular a velocidade no trecho do manômetro, obter a carga total (estática + cinética) e finalmente usar
.
Passo 2
Convertendo unidades e identificando dados: vazão
. Diâmetros do injetor na seção de pressão: externo
e interno
. A leitura do manômetro já está em carga:
.
Passo 3
No trecho onde o manômetro está conectado, o escoamento passa por um anel de seção
. Calculamos essa área e a velocidade ali:
Passo 4
Como o manômetro mede só a carga estática, precisamos somar a carga cinética
para ter a carga total disponível na entrada do bocal:
Passo 5
Agora calculamos a potência hidráulica usando
e
:
Convertendo para quilowatts:
.