Bombeia-se o benzeno líquido, a
, de um tanque de armazenamento de um reator químico, através de 50 m de um tubo de aço de 50 mm (tipo médio). A linha tem dois joelhos de
e uma válvula globo aberta. O reator está a 100 m acima do nível do líquido no tanque de armazenamento. O tanque tem um suspiro para a atmosfera e o reator opera à pressão de
. Calcular a potência (em W) que deve ser dissipada no líquido pela bomba para manter o escoamento à vazāo de 0,1
.
Passo 1
O enunciado pede a potência hidráulica que a bomba deve fornecer para manter um escoamento de
de benzeno a
, da superfície livre de um tanque (ventilado à atmosfera) até um reator a
de altura e
de pressão absoluta, através de
de tubo de aço de diâmetro interno
, com dois joelhos de
e uma válvula globo aberta.
Conteúdo: determinação de perdas de carga por atrito e acessórios, altura de pressão e de elevação, e cálculo de potência hidráulica.
Conteúdo: determinação de perdas de carga por atrito e acessórios, altura de pressão e de elevação, e cálculo de potência hidráulica.
Passo 2
Reúna os dados e propriedades do benzeno a
(tabela):
,
,
Rugosidade do aço:
Acessórios: dois joelhos com
cada e válvula globo aberta com
.
Rugosidade do aço:
Acessórios: dois joelhos
Passo 3
Calcule a velocidade média e o número de Reynolds:
Passo 4
Determine o fator de atrito de Darcy-Weisbach
pela equação de Colebrook–White:
Iterando numericamente (ou usando diagrama de Moody) chega-se a
Passo 5
Calcule a perda de carga por atrito ao longo do tubo:
Passo 6
Calcule a perda de carga por acessórios:
Passo 7
Converta a diferença de pressão e a elevação em altura:
Passo 8
Some todas as alturas para obter a altura manométrica total:
Passo 9
Calcule a potência hidráulica fornecida ao fluido:
Resposta
A bomba deve dissipar aproximadamente
(
MW) no benzeno para manter o escoamento requerido.