Determine o diâmetro mínimo para que não ocorra cavitação numa tubulação de aspiração de uma bomba com NPSH igual a
. A bomba trabalha com água a
. A tubulação apresenta um comprimento equivalente igual a 85 m incluindo a perda de carga dos acessórios. O fator de atrito da tubulação é igual a 0,056 . O nível do líquido no reservatório de aspiração (aberto à atmosfera) está
abaixo do eixo da bomba. A vazão é igual a
.
Passo 1
Beleza, o enunciado pede pra gente achar o diâmetro mínimo de uma tubulação de sucção de bomba, de modo que não role cavitação.
Conteúdo: hidráulica – cálculo de NPSH disponível e perdas por atrito.
Vamos precisar de:
Conteúdo: hidráulica – cálculo de NPSH disponível e perdas por atrito.
Vamos precisar de:
- Fórmula do NPSH disponível:
- Converter vazão em velocidade e achar perda de carga
em função do diâmetro . - Igualar
ao NPSH requerido (=2,0 m) e resolver para .
Passo 2
Primeiro, vamos montar a expressão do NPSH disponível.
-
é a carga atmosférica ≈10,33 m de água. -
é o pé-d’água estático na sucção: como o reservatório está 2,5 m abaixo do eixo da bomba, ,m. -
é a carga de vapor à 75 °C. Pela tabela, ,bar ⇒
-
é a perda por atrito (equivalente a 85 m de tubo, fator ).
Então:
Passo 3
A condição de não cavitação é
Substituindo:
Passo 4
Agora expressamos
em função de
.
Vazão ,m³/h =
,m³/s.
Velocidade média .
Perda de carga (Hazen–Williams genérico via fator de atrito):
Vazão
Velocidade média
Perda de carga (Hazen–Williams genérico via fator de atrito):
Simplificando os números:
Passo 5
Impondo
m:
Resposta
O diâmetro mínimo da tubulação de sucção deve ser aproximadamente