Uma estação de bombeamento deverá ser projetada para recalcar água ( \rho \approx 1000 \mathrm{kg} / \mathrm{m}^{3} ) com vazão de 6 \mathrm{~m}^{3} / \mathrm{s} 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: Q=6\\ \mathrm{m^{3}/s}
Altura manométrica: H=28\\ \mathrm{m}
Velocidade de rotação do rotor: N=20\\ \mathrm{rps}=1200\\ \mathrm{rpm}
Densidade da água: \rho\approx 1000\\ \mathrm{kg/m^{3}} (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)?”

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
N_{s}=\frac{N\sqrt{Q}}{H^{3/4}},
onde:
  • N_{s} é o número específico (adimensional, conforme a convenção usada aqui);
  • N é a rotação em \mathrm{rpm};
  • Q é a vazão em \mathrm{m^{3}/s};
  • H é a altura manométrica em \mathrm{m}.
Intuição física rápida: quanto maior N_{s}, maior a tendência do projeto a favorecer grandes vazões e baixas alturas (impelidores mais axiais). Quanto menor N_{s}, o projeto favorece perdas de velocidade e maiores alturas por estágio (impelidores mais radiais/centrífugos).

Passo 3

Vamos calcular N_{s} passo a passo com os dados do problema.
Calcule a raiz quadrada da vazão:
\sqrt{Q}=\sqrt{6}\approx 2,4495.
Calcule H^{3/4}:
H^{3/4}=28^{3/4}\approx 12,17.
Calcule o numerador N\sqrt{Q}:
N\sqrt{Q}=1200\times 2,4495\approx 2939,4.
Agora calcule N_{s}:
N_{s}=\frac{2939,4}{12,17}\approx 241,6.
Arredondando, N_{s}\approx 242.

Passo 4

Interpretação do resultado com base em práticas usuais de projeto: tabelas e regras práticas comumente utilizadas (convenção métrica com N em rpm e Q em \mathrm{m^{3}/s}) dão faixas aproximadas do número específico para seleção do tipo de bomba:
  • Bombas radiais (centrífugas): N_{s} relativamente baixo (ordem de algumas centenas, por exemplo \,N_{s}\lesssim 500, em muitas convenções práticas).
  • Bombas mistas (mixed-flow): N_{s} intermediário (ordem de algumas centenas até poucos milhares, dependendo da convenção).
  • Bombas axiais: N_{s} alto (tipicamente milhares em algumas convenções).
Com N_{s}\approx 242 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 ( H=28\\ \mathrm{m}) 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 Q=6\\ \mathrm{m^{3}/s} e H=28\\ \mathrm{m} 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

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