Num sistema de bombeamento não afogado, foram fornecidos os seguintes dados:
  • Tubos de aço zincado novo ( C=130 );
  • Q=1.400 m^3 / h;
  • Hg, s(Z)=5 m;
  • Hg, r=25 m;
  • L sucção =10 m;
  • L recalque =100 m;
  • Diâmetro interno da tubulação de sucção e recalque =350 mm;
  • Altitude =600 m, com pressão atmosférica de 9,59 mH2 O;
  • Temperatura da água =30^circ C, com pressão de vapor de 0,433 mH2 O;
  • Principais peças na sucção: 1 válvula-de-pé e crivo (Le =90 m ); 1 curva de raio médio (90^circ)(L e=9,5 m);
  • Principais peças no recalque: 1 válvula de retenção leve (Le =28 m ); 1 registro de gaveta ( L e=2,4 m ); 2 curvas 90^circ raio médio (Le =9,5 m cada).
    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:
NPSHa = (Hatm - Hvapor) + HZ - Hsu - HPf
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:
NPSHa = (9,59 - 0,433) + 25 - 5 - 0
Vamos calcular passo a passo:
9,59 - 0,433 = 9,157 , m
9,157 + 25 = 34,157 , m
34,157 - 5 = 29,157 , m

Passo 6

Agora, comparamos o NPSHa com o NPSHr:
NPSHa = 29,157 , m
NPSHr = 5 , m
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.

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