Num sistema de bombeamento não afogado, foram fornecidos os seguintes dados:
- Tubos de aço zincado novo (
);
-
;
-
;
- Hg,
;
- L sucção
;
- L recalque
;
- Diâmetro interno da tubulação de sucção e recalque
;
- Altitude
, com pressão atmosférica de
;
- Temperatura da água
, com pressão de vapor de
;
- Principais peças na sucção: 1 válvula-de-pé e crivo (Le
); 1 curva de raio médio
;
- Principais peças no recalque: 1 válvula de retenção leve (Le
); 1 registro de gaveta (
); 2 curvas
raio médio (Le
cada).
Usando-se a Fórmula de Hazen-Williams, obter:
c) Verificar se haverá cavitação, considerando um NPSHr de 5 m . (1,0 pt)
Usando-se a Fórmula de Hazen-Williams, obter:
c) Verificar se haverá cavitação, considerando um NPSHr de 5 m . (1,0 pt)
Passo 1
Beleza, vamos lá! O enunciado tá pedindo pra gente verificar se vai rolar cavitação num sistema de bombeamento. Isso faz parte da hidráulica, mais especificamente na parte de bombeamento e cavitação. Pra resolver isso, vamos precisar calcular o NPSHa (Número de Pressão Positiva de Sucção Disponível) e comparar com o NPSHr (Número de Pressão Positiva de Sucção Requerido) que é dado como 5 metros. Se o NPSHa for maior que o NPSHr, não vai rolar cavitação.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que é cavitação. Cavitação acontece quando a pressão no interior da bomba cai abaixo da pressão de vapor da água, fazendo com que bolhas de vapor se formem. Quando essas bolhas colapsam, podem danificar a bomba. Por isso, queremos evitar que isso ocorra.
Passo 3
O NPSHa é calculado usando a seguinte fórmula:
Onde:
- $ H_{atm} $ é a pressão atmosférica em metros de coluna d’água.
- $ H_{vapor} $ é a pressão de vapor da água em metros de coluna d’água.
- $ H_{Z} $ é a altura geométrica ou altura total.
- $ H_{su} $ são as perdas de sucção.
- $ H_{Pf} $ são as perdas de carga pela tubulação no recalque.
Passo 4
Vamos identificar cada termo com os dados fornecidos:
- Pressão atmosférica: $ H_{atm} = 9,59 , mH_2O $
- Pressão de vapor: $ H_{vapor} = 0,433 , mH_2O $
- Altitude: $ H_{Z} = 25 , m $
- Perdas de sucção: $ H_{su} = 5 , m $ (dado no enunciado)
- Perdas de recalque: $ H_{Pf} = 0 , m $ (não mencionado, assumindo que todo o cálculo das perdas está em $ H_{su}} $)
Passo 5
Substituindo os valores na fórmula:
Vamos calcular passo a passo:
Passo 6
Agora, comparamos o NPSHa com o NPSHr:
Como $ NPSHa > NPSHr $, ou seja, 29,157 m > 5 m, não haverá cavitação.
Resposta
Como o NPSHa calculado é de aproximadamente 29,16 m, que é maior que o NPSHr de 5 m, não haverá cavitação no sistema de bombeamento.