Exercício 2. A água escoa a
direção ao rotor de uma bomba de escoamento axial. Se o rotor está girando a
e possui um raio médio de 200 mm, determine a velocidade da água ao sair das pás, e a velocidade relativa da água ao escoar para fora das pás do rotor (borda de fuga).
Passo 1
O enunciado dá água escoando com velocidade axial
em um rotor de bomba axial que gira a
e tem raio médio
. Precisamos usar o triângulo de velocidades típico de máquinas hidráulicas para achar
- a velocidade absoluta da água ao sair das pás
- a velocidade relativa da água às pás no ponto de fuga
.
Passo 2
Calculamos primeiro a velocidade periférica da pá no raio médio, que é
Passo 3
Na saída das pás, o escoamento permanece com componente axial igual ao de entrada, ou seja
, e adquire componente tangencial igual à velocidade da pá (no modelo ideal sem escorregamento), ou seja
. Logo a velocidade absoluta de saída é
Passo 4
A velocidade relativa do fluido em relação à pá no ponto de fuga é o vetor
,
isto é, a componente axial continua e a componente tangencial é
isto é, a componente axial continua
Portanto o módulo da velocidade relativa é
Resposta
A velocidade absoluta ao sair das pás é
e a velocidade relativa na fuga é
.