pontos
Agua a
é bombeada à taxa de
de um reservatório que está 20 m accima de uma bomba para uma descarga livre 35 m acina da bomba. A pressão no lado da admissão da bomba é de 100 kPa e no lado da descarga é de 750 kPa . Todos os tubos são de aço laminado com diâmetro nominal de 2 in. Determine:
- A altura de carga fornecida pela bomba;
- A perda de carga total entre a bomba e o ponto de descarga livre.
Considere a presença dos seguintes acessórios:
- 2 joelhos
;
- 2 curvas
;
- 1 registro globo aberto;
- Comprimento total da tubulação de 200 m .
- Esta bomba está adequada para o sistema?
Passo 1
O enunciado pede para calcular a altura de carga que a bomba fornece e a perda de carga total no circuito. O fluido é água a
(densidade
, peso específico
, viscosidade cinemática
). A vazão volumétrica é
A tubulação é nominal de 2″ schedule 40 com diâmetro interno
e comprimento
. Há 2 joelhos de
(K
cada), 2 curvas de
(K
cada) e 1 registro globo aberto (K
). A elevação do nível livre do reservatório de sucção até a bomba é
e do lado de descarga até o plano de referência da bomba é
. As pressões são
e
.
Conteúdo necessário: Bernoulli entre entrada e saída da bomba para achar a carga fornecida, cálculo de perda de carga por atrito em tubo (fórmula de Darcy–Weisbach) e de menores perdas (coeficientes ).
Conteúdo necessário: Bernoulli entre entrada e saída da bomba para achar a carga fornecida, cálculo de perda de carga por atrito em tubo (fórmula de Darcy–Weisbach) e de menores perdas (coeficientes
Passo 2
Calcular a velocidade média na tubulação a partir de
Com
vem
Passo 3
Determinar a altura de carga da bomba pela forma integral de Bernoulli entre ponto 1 (lado de sucção, logo a montante da bomba) e ponto 2 (lado de descarga), desprezando velocidades relativas à bomba:
Como
e esses termos são pequenos comparados a
, desprezamos
. Logo
Passo 4
Estimar a perda de carga por atrito no tubo usando Darcy–Weisbach:
Primeiro, número de Reynolds
e rugosidade relativa
.
Pelo diagrama de Moody, para esses valores adota-se .
Calcula-se então
Pelo diagrama de Moody, para esses valores adota-se
Calcula-se então
Passo 5
Calcular as perdas de carga menores (fittings) pela soma dos coeficientes
e aplicação
Temos
Passo 6
Somar perdas de atrito e menores para obter a perda de carga total no circuito:
Resposta
Altura de carga fornecida pela bomba: aproximadamente
.
Perda de carga total no sistema: aproximadamente .
Como a bomba precisa vencer cerca de de elevação mais
de pressão convertida e praticamente
de perdas, ela deve ser capaz de entregar uns
de coluna de água. Se a curva da bomba mostrar que ela fornece esse valor de altura a essa vazão, então está adequada.
Perda de carga total no sistema: aproximadamente
Como a bomba precisa vencer cerca de