Uma turbina trabalha com rotação de 80 [RPM],
[mCA] , vazão de 300 [
] com um rendimento total igual a 90 [%]. Calcule
se a altitude local da instalação é de 1.000 [m].
Passo 1
O enunciado dá uma turbina (ou bomba, no sentido de sucção) com rotação de 80 RPM, altura de carga H=12 mCA, vazão Q=300 m³/s e rendimento total η=90%. Pede-se a altura máxima de sucção h_s-máx sabê-se que a instalação está a 1.000 m de altitude. Vamos usar o conceito de NPSH disponível e a variação da pressão atmosférica com a altitude.
Passo 2
Em altitude, a pressão atmosférica cai. Podemos estimar p_atm a 1.000 m usando a fórmula barométrica simplificada do Pacote ISA:
onde em nível do mar
Passo 3
Convertendo essa pressão em altura de coluna de água temos
onde
Passo 4
Para evitar cavitação precisamos que o pé-d’água no eixo não fique abaixo da pressão de vapor. Estimando a pressão de vapor da água a 20 °C como
, seu correspondente em mCA é
Passo 5
A altura máxima de sucção é então o NPSH disponível igual a diferença entre cabeça de pressão atmosférica e cabeça de pressão de vapor:
Observe que H, Q, n e η não entram no cálculo de h_s-máx, pois ele depende só da pressão ambiente e da pressão de vapor.
Passo 6
Portanto, a instalação não pode ficar a mais de ~8,93 m acima do nível d’água de sucção sem risco de cavitação.
Resposta
8,93 m