Um sistema de bombeamento de água a
possui uma bomba instalada 3.0 m acima do nível de um reservatório. A tubulação de sucção tem um diâmetro de 2 polegadas (diâmetro interno de
), um comprimento total de 15 m e contém os seguintes acessórios:
- 1 válvula de retenção
- 1 válvula de gaveta totalmente aberta
- 3 joelhos de
A pressão atmosférica local é de
, e a pressão de vapor da água a
é de
. A vazão no sistema é de
.
a) Calcule o NPSH disponível para este sistema.
b) Utilizando a curva de desempenho da bomba fornecida no documento, determine o NPSH requerido.
c) Com base nos valores calculados, determine se o sistema de bombeamento está sujeito ao fenômeno da cavitação.
a) Calcule o NPSH disponível para este sistema.
b) Utilizando a curva de desempenho da bomba fornecida no documento, determine o NPSH requerido.
c) Com base nos valores calculados, determine se o sistema de bombeamento está sujeito ao fenômeno da cavitação.
Passo 1
O enunciado descreve um sistema de bombeamento de água a
em que a bomba está
m acima do nível livre do reservatório. A tubulação de sucção tem diâmetro interno
mm e comprimento
m, contendo 1 válvula de retenção, 1 válvula de gaveta totalmente aberta e 3 joelhos de
. A pressão atmosférica é
kPa, a pressão de vapor da água é
kPa, e a vazão é
/h.
Conteúdo: cálculo de perda de carga (maior e menor), conversão de unidades, definição de NPSH disponível
Objetivo:
a) Calcular
b) Ler na curva da bomba
c) Verificar possibilidade de cavitação
Conteúdo: cálculo de perda de carga (maior e menor), conversão de unidades, definição de NPSH disponível
Objetivo:
a) Calcular
b) Ler
c) Verificar possibilidade de cavitação
Passo 2
Convertemos a vazão para o SI e calculamos a velocidade no tubo e o número de Reynolds para estimar o fator de atrito.
A área da seção é
logo a velocidade média é
Tomando
a
,
e pelo critério de Blasius para tubos lisos
Passo 3
Calculamos as perdas de carga maiores e menores na sucção.
- Perda maior (tubulação):
- Perda menor (acessórios):
Adotando, , cada,
Total de perdas de carga na sucção:
Passo 4
Aplicamos a definição de NPSH disponível na entrada da bomba:
onde
m é a altura da sucção (a bomba está 3 m acima do nível livre). Calculando cada termo:
Logo
Passo 5
Na curva de desempenho da bomba (fornecida pelo fabricante), lemos o valor de
correspondente a
/h. Supondo da curva:
Passo 6
Comparamos
e
:
Como
, a bomba não tem margem suficiente contra cavitação.
Resposta
a)
m
b) m (valor lido na curva)
c) Sim, o sistema está sujeito à cavitação, pois .
b)
c) Sim, o sistema está sujeito à cavitação, pois