As pás do rotor de uma bomba axial são projetadas com um ângulo de entrada de
e um fator de escorregamento
para a seção média do rotor, que gira a 450 rpm . O diâmetro externo da pá é Dext
e o interno Dint
. O fluido é água com
. Sabe-se que a lei de torção para uma rede de perfil situada na ponta da pá é igual a
.
a) Determine a vazão de operação dessa bomba (15 pts)
b) Calcule o ângulo de escoamento na saída da seção média, (15 pts).
c) Calcule a carga entregue ao fluido, se o rendimento hidráulico é
, ( 15 pts ).
a) Determine a vazão de operação dessa bomba (15 pts)
b) Calcule o ângulo de escoamento na saída da seção média, (15 pts).
c) Calcule a carga entregue ao fluido, se o rendimento hidráulico é
Passo 1
Resumindo: é uma bomba axial com ângulo de entrada das pás
, fator de escorregamento
, giro
, diâmetros interno e externo
,
, água
, e lei de torção (twist) dada por um coeficiente
. Vamos precisar de:
- Converter tudo em SI e calcular raios, velocidade angular
, velocidade periférica média . - Determinar a velocidade axial
a partir de . - Calcular a vazão
. - Usar a lei de torção para obter
e então . - A partir de
, e , achar . - Aplicar a equação de Euler
e depois a eficiência hidráulica para achar a carga entregue.
Passo 2
Calcular quantidades básicas:
Área do escoamento axial (seção anular):
Passo 3
Velocidade axial
no meio da pá, usando
e
:
Passo 4
Vazão volumétrica
Passo 5
Lei de torção: a variação de ângulo ao longo do raio gera um giro do fluido. Adotamos
Com o fator de escorregamento
,
Passo 6
Ângulo de escoamento na saída,
, pela relação do triângulo de velocidades relativo ao rotor:
Passo 7
Carga de Euler (ideal)
Considerando rendimento hidráulico
, a carga útil ao fluido é
Resposta
a)
b)
c) Carga útil
b)
c) Carga útil