14.1 Uma bomba centrífuga fornece
de água quando operando a 850 rpm . As dimensões relevantes do impelidor são: diâmetro externo
; comprimento da pá
e ângulo da pá na saída
. Determine (a) o torque e a potência requeridos para direcionar a bomba e (b) o aumento máximo de pressão na bomba.
Passo 1
O enunciado descreve uma bomba centrífuga que escoa água com vazão
a
. O rotor (impelidor) tem diâmetro externo
(logo
), largura axial
e ângulo da pá na saída
.
Conteúdo: iremos usar
Conteúdo: iremos usar
- Teorema do momento angular (equação de Euler) para achar o torque e a potência:
- Equação de Euler para turbomáquinas para o salto de pressão:
Passo 2
Calculamos a velocidade radial de escoamento na saída do impelidor:
Substituindo números:
Passo 3
No triângulo de velocidades na saída:
– velocidade relativa à pá na direção tangencial
– velocidade relativa à pá na direção tangencial
– velocidade periférica da pá (blade tip speed)
– componente tangencial absoluta na saída
Passo 4
Torque:
Potência:
Passo 5
Aumento máximo de pressão dado pela forma de Euler (sem pré-rotação):
Resposta
(a) Torque
e potência
.
(b) Aumento máximo de pressão (
kPa).
(b) Aumento máximo de pressão