Uma estação de bombeamento deverá ser projetada para recalcar água (
) com vazão de
contra uma altura manométrica de 28 m . O rotor será acionado a 20 rotações por segundo ( 20 rps ), equivalentes a 1200 rpm . Considerando práticas usuais de projeto, qual tipo de bomba você recomenda (radial, mista ou axial)?
Passo 1
O enunciado pede que eu recomende o tipo de bomba (radial, mista ou axial) para recalcar água com as seguintes informações fornecidas pelo enunciado:
Vazão:
Altura manométrica:
Velocidade de rotação do rotor:
Densidade da água: (fornecida, mas não necessária diretamente para a classificação do tipo de bomba).
A pergunta é única: “qual tipo de bomba você recomenda (radial, mista ou axial)?”
Vazão:
Altura manométrica:
Velocidade de rotação do rotor:
Densidade da água:
A pergunta é única: “qual tipo de bomba você recomenda (radial, mista ou axial)?”
Passo 2
Explicação do critério técnico que vamos usar: o número específico (specific speed) é a grandeza utilizada nas práticas usuais de projeto para escolher o tipo de bomba. O número específico relaciona rotação, vazão e altura e indica a geometria do rotor mais apropriada. Uma forma prática e muito usada na engenharia é a definição métrica
onde:
-
é o número específico (adimensional, conforme a convenção usada aqui); -
é a rotação em ; -
é a vazão em ; -
é a altura manométrica em .
Intuição física rápida: quanto maior
, maior a tendência do projeto a favorecer grandes vazões e baixas alturas (impelidores mais axiais). Quanto menor
, o projeto favorece perdas de velocidade e maiores alturas por estágio (impelidores mais radiais/centrífugos).
Passo 3
Vamos calcular
passo a passo com os dados do problema.
Calcule a raiz quadrada da vazão:
Calcule
:
Calcule o numerador
:
Agora calcule
:
Arredondando,
.
Passo 4
Interpretação do resultado com base em práticas usuais de projeto: tabelas e regras práticas comumente utilizadas (convenção métrica com
em rpm e
em
) dão faixas aproximadas do número específico para seleção do tipo de bomba:
- Bombas radiais (centrífugas):
relativamente baixo (ordem de algumas centenas, por exemplo , em muitas convenções práticas). - Bombas mistas (mixed-flow):
intermediário (ordem de algumas centenas até poucos milhares, dependendo da convenção). - Bombas axiais:
alto (tipicamente milhares em algumas convenções).
Com
estamos claramente na faixa de número específico baixo — o que aponta para um projeto de bomba centrífuga radial. Além disso, um argumento físico simples: a altura manométrica solicitada (
) é moderadamente alta para o nível de vazão pedido; bombas axiais são mais indicadas para vazões muito maiores e alturas muito baixas. Portanto a escolha coerente é uma bomba radial (centrífuga).
Passo 5
Observações práticas e incentivo: para
e
a bomba radial é a escolha típica. Em projeto real, haveria ainda decisões sobre diâmetro do rotor, número de estágios (provavelmente um estágio basta para 28 m, mas depende do rendimento e limitações geométricas), e verificação de condições de cavitação (cavar NPSH disponível) — mas para a questão de seleção do tipo (radial/mista/axial) a resposta é firme.
Resposta
Radial