Sendo a pressão
mantida igual a 532 kPa constante, determinar a potência da bomba de rendimento
a pressão na entrada dela se a vazão for
. Dados: tubos de ferro galvanizado (
). Sendo:
. Indica-se com índice
o que se refere à sucção e com
o que se refere ao recalque. Dados:
;
.
Respostas:
e
ou
abs) (tubulação está bem dimensionada)
Passo 1
Resumindo o que temos: a bomba suga água de um reservatório livre (nível em
acima do eixo da bomba), transporta com vazão
por tubulação de ferro galvanizado (rugosidade
), diâmetro de sucção
e diâmetro de recalque
. No ponto de recalque
a pressão é mantida constante em
,(gauge).
Queremos:
. A potência da bomba, sabendo que o rendimento é
.
. A pressão na entrada da bomba
, tanto em manométrico quanto em absoluto, e verificar se é maior que a pressão de vapor
.
Queremos:
Para isso vamos aplicar a equação de Bernoulli entre o ponto livre do reservatório e o ponto de recalque, contabilizar as perdas de carga (maiores e menores), obter a carga total que a bomba precisa fornecer e, enfim, calcular a potência. Em seguida usamos Bernoulli restrito ao trecho de sucção para achar
.
Passo 2
Cálculo das velocidades e números de Reynolds
Com a viscosidade cinemática
,
Fatores de atrito (Swamee–Jain)
Passo 3
Perdas de carga maiores
– Sucção: comprimento total (vertical)
(horizontal)
, diâmetro
.
– Sucção: comprimento total
– Recalque:
, diâmetro
.
Passo 4
Perdas de carga menores
– Sucção: válvula de pé com crivo ( ) e um cotovelo (
).
– Sucção: válvula de pé com crivo (
– Recalque: somando os
-s dados (
,
,
,
,
)
Total de perdas menores
.
Passo 5
Carga estática hidráulica devido à pressão no recalque e às diferenças de nível
Convertendo
em metros de coluna de água:
Logo a carga estática total é
Passo 6
Carga total fornecida pela bomba
Passo 7
Potência da bomba
Passo 8
Pressão de sucção na entrada da bomba
Aplicamos Bernoulli entre superfície livre do reservatório ( gauge,
) e o ponto de entrada da bomba (
), incluindo perdas na sucção:
Aplicamos Bernoulli entre superfície livre do reservatório (
Comparando com a pressão de vapor
, não há risco de cavitação.
Resposta
Potência da bomba:
.
Pressão na sucção: ou
.
Pressão na sucção: