Especificar a bomba da Goulds Pumps de 1750 rpm para operar com uma descarga de 300 gpm e H=40 pés de um determinado óleo. A viscosidade do óleo é de 1000 SSU (Saybolt Seconds Universal) e a massa específica de 900 \mathrm{~kg} / \mathrm{m}^{3}.

Passo 1

O enunciado pede para escolher uma bomba da Goulds Pumps, operando a 1750 rpm, que entregue uma vazão de 300 gpm e um recalque de 40 ft para um óleo com viscosidade de 1000 SSU e massa específica de 900 kg/ m^{3}. O conteúdo é seleção de bomba centrífuga usando catálogo e correção de desempenho para fluidos viscosos. Vamos precisar:
  1. Converter unidades de vazão e carga.
  2. Calcular massa específica relativa (gravidade específica).
  3. Converter viscosidade SSU em viscosidade cinemática (cSt) e dinâmica (cP).
  4. Calcular a carga equivalente para água, o número específico e usar o catálogo Goulds para escolher série e modelo.
  5. Aplicar fatores de correção por viscosidade (carga, eficiência, potência).
  6. Calcular a potência requerida e escolher motor.

Passo 2

Converter unidades e determinar propriedades do fluido:
— Vazão
Q = 300~\text{gpm}\times6{,}308\times10^{-5}\,\frac{\text{m}^3}{\text{s}\cdot\text{gpm}} =0{,}01892~\text{m}^3/\text{s}
— Carga
H = 40~\text{ft}\times0{,}3048~\frac{\text{m}}{\text{ft}}=12{,}192~\text{m}
— Gravidade específica
\text{SG} = \frac{\rho_{\rm óleo}}{\rho_{\rm água}} =\frac{900}{1000}=0{,}90óá
— Viscosidade cinemática aproximada (SSU > 100):
\nu_{\rm cSt}\approx0{,}226\times1000-\frac{195}{1000}=225{,}8~\text{cSt}
— Viscosidade dinâmica
\mu_{\rm cP}=\nu_{\rm cSt}\times\text{SG} =225{,}8\times0{,}90\approx203{,}2~\text{cP}

Passo 3

Determinar a carga na curva de água e potência hidráulica:
— Carga para água (base catálogo)
H_{\rm água}=\frac{H}{\text{SG}} =\frac{12{,}192}{0{,}90}=13{,}547~\text{m}\quad(\sim44{,}45~\text{ft})á
— Potência hidráulica
P_{\rm hid}=\frac{\rho gQH}{1000} =\frac{900\times9{,}81\times0{,}01892\times12{,}192}{1000} \approx2{,}04~\text{kW}

Passo 4

Calcular o número específico para guiar a escolha da série no catálogo:
N_q =n\,\frac{\sqrt{Q}}{H^{3/4}} =1750\;\frac{\sqrt{0{,}01892}}{12{,}192^{3/4}} \approx2200
Um N_q em torno de 2000–3000 indica uso de série end-suction padrão (ex.: Goulds 3196 ou 3175).

Passo 5

Consultar catálogo Goulds Pumps (1750 rpm, água):
Procuramos curva que passe por Q=300 gpm e H\approx44{,}5 ft. Nas curvas da série 3196, tamanho 4\times 3-8″ com rotor de 8 polegadas entrega cerca de 300 gpm a ~44 ft. A eficiência de pico em água é \eta_{\rm água}\approx74\%á.

Passo 6

Aplicar correção por viscosidade (tabelas gráficas do catálogo para 200–300 cSt):
— Fator de correção de carga C_H\approx0{,}97
— Fator de correção de eficiência C_\eta\approx0{,}85
— Fator de correção de potência C_P\approx1{,}15
Portanto:
H_{\rm real}=H_{\rm água}\times C_H \quad\text{e}\quad \eta_{\rm real}=\eta_{\rm água}\times C_\eta =0{,}74\times0{,}85\approx0{,}63áá
P_{\rm eixo} =\frac{P_{\rm hid}}{\eta_{\rm real}}\,C_P =\frac{2{,}04}{0{,}63}\times1{,}15 \approx3{,}73~\text{kW}

Passo 7

Dimensionar motor:
3{,}73~\text{kW}\approx5{,}0~\text{HP}
Adota-se um motor trifásico de 5 HP a 1750 rpm.

Resposta

Bomba Goulds Pumps série 3196 (end-suction) 4″ \times 3″ com rotor de 8″, 1750 rpm, trim ajustado para ponto operação; eficiência corrigida ~63 %; motor de 5 HP.

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