LISTA DE EXERCÍCIOS 2
Máquinas de Fluxo
1. Selecione um modelo de uma bomba injetora para aplicação em um poço com os seguintes parâmetros: (2.0 JKC 16; Hr=4,375mca)
a. Nível dinâmico do poço: 20m b. Vazão requerida: 4m³/h
c. Comprimento virtual de recalque: 15 metros; d. Desnível de recalque: 4 metros;
2. Selecione um modelo de uma bomba injetora para aplicação em um poço com os seguintes parâmetros: (7.5 JKC 36; Hr=4,46mca)
a. Nível dinâmico do poço: 28m b. Vazão requerida: 7m³/h
c. Comprimento virtual de recalque: 20 metros; d. Desnível de recalque: 4 metros.
3. Calcule o NPSH disponível de uma bomba com uma instalação de desnível e perda de carga de sucção de 3 metros e 1,5 metros. Considere que a instalação encontra-se ao nível do mar e a temperatura ambiente é de 30°C. (5,397mca)
4. Para uma instalação de bombeamento, verifique a possibilidade de cavitação, sabendo-se que o desnível e perda de carga de sucção valem respectivamente 3 e 2 metros. Considere que a instalação encontra-se ao nível do mar e a temperatura ambiente é de 30°C, a bomba de modelo 40-160 – 1750rpm opera com uma vazão de 15m³/h. Caso não ocorra cavitação, informe o valor da reserva. (Reserva=3,397mca)
5. Para uma instalação de bombeamento, determine a vazão máxima para evitar cavitação, sabendo-se que o desnível e perda de carga de sucção valem respectivamente 4 e 3,4 metros. Considere que a instalação encontra-se ao nível do mar e a temperatura ambiente é de 30°C, a bomba é de modelo 40-160 – 1750rpm. Encontre também a vazão deixando uma reserva de 1 mca. (Q=32,5m³/h; Q=15m³/h)
6. Represente graficamente, utilizando as curvas de encanamento e da bomba, o que acontece com a altura e vazão quando se associa bombas em série e em paralelo, faça o desenho esquemático das associações.
7. Calcule a vazão e perda de carga corrigidas para determinação de bomba centrífuga para um fluido de viscosidade de 220 cSt, sabendo que a vazão é de 800gpm e a altura de carda é de 80 ft. (Q’=851,06gpm; H’=86,95ft)
8. Calcule a vazão e perda de carga corrigidas para determinação de bomba centrífuga para um fluido de viscosidade de 440 cSt, sabendo que a vazão é de 45,5m³/h e a altura de carga é de 12,2 metros. (Q’=53,53 m³/h; H’=14,18m)
9. Calcule a vazão de uma bomba de deslocamento positivo de palhetas para os seguintes dados: (4,34 L/s) a. Diâmetro do rotor: 10cm; b. Diâmetro do estator: 13cm; c. Largura do rotor: 3cm; d. Número de palhetas: 12 x 1cm; e. Rotação do rotor: 1200rpm.
10. Calcule a vazão de uma bomba de deslocamento positivo de palhetas para os seguintes dados: (7,71 L/s)
b. Diâmetro do estator: 12cm; c. Largura do rotor: 3cm;
d. Número de palhetas: 10 x 1cm; e. Rotação do rotor: 1800rpm.
11. Calcule a vazão de uma bomba de deslocamento positivo de pistões rotativos para os seguintes dados: (5,3 L/s)
a. Diâmetro da placa: 15 cm; b. Diâmetro do pistão: 3 cm;
c. Ângulo de inclinação da placa: 30°; d. Número de pistões: 6;
e. Rotação do rotor: 1000rpm.
12. Calcule a vazão de uma bomba de deslocamento positivo de pistões rotativos para os seguintes dados: (4,68 L/s)
a. Diâmetro da placa: 16 cm; b. Diâmetro do pistão: 3 cm;
c. Ângulo de inclinação da placa: 15°; d. Número de pistões: 6;
e. Rotação do rotor: 1600rpm.
13. Calcule o aumento de vazão da bomba, da questão 12, caso seja realizado um ajuste na angulação da placa para 30°. (4,365 L/s)
14. Para uma bomba de deslocamento positivo de engrenagens, calcule a vazão para os seguintes dados: (6,53 m³/h)
a. Diâmetro menor da engrenagem: 6 cm; b. Diâmetro maior da engrenagem:7,6 cm; c. Comprimento dos dentes: 3cm;
d. Rendimento volumétrico: 0,9; e. Rotação das engrenagens: 1200rpm.
Ainda para a mesma bomba, calcule a potência necessária para acionamento, para os seguintes dados: (11,5 CV)
f. Pressão de trabalho: 40 kgf/cm² g. Eficiência mecânica: 0,95; h. Viscosidade: 30 °E; i. Rotação: 1200 rpm;
j. Diâmetro primitivo das engrenagens: 6,5cm;
15. Para uma bomba de dois lóbulos, calcule sua vazão utilizando os dados abaixo: (30,24m³/h)
a. Diâmetro do roto: 10 cm; b. Comprimento dos dentes: 7 cm; c. Rendimento volumétrico: 0,75; d. Rotação das engrenagens: 1200rpm.
16. Para uma bomba de fuso com dois rotores, determine a vazão para os seguintes dados: (0,456m³/h)
a. Diâmetro maior do fuso: 4 cm; b. Diâmetro menor do fuso: 3,2 cm; c. Passo dos filetes: 4 cm;
d. Eficiência volumétrica: 0,7; e. Número de entradas do fuso: 2; f. Rotação do rotor: 1200rpm.
17. Fale sobre a necessidade da válvula de alívio ligada as bombas hidráulicas, faça um desenho esquemático do conjunto (bomba e válvula de alívio) e explique como o sistema funciona.
18. Suponhamos que uma bomba seja colocada para operar com uma vazão de 2 m³/h, altura de sucção de 5 m e perda por atrito na sucção de 3 mca. A altur a em relação ao nível do mar onde a mesma será instalada é de aproximadamente 600 metros, e a temperatura da água é de 50ºC. Verifique se a bomba irá cavitar, sabendo que abaixo é mostrado o gráfico de NPS H requerido.
19. Resolva o exercício anterior considerando que houve uma alteração do esquema do projeto para uma bomba afogada com altura de sucção de 1 m.
20. Classifique, de acordo com a velocidade específica ns, uma dada bomba com vazão de 50L/s e altura manométrica total de 15mca que opera com uma rotação de 1750rpm.
21. Um engenheiro deseja saber a potência e a vazão de uma bomba selecionada a partir de uma velocidade específica de 150, sabe-se que esta bomba deve operar com uma altura manométrica total de 15 mca e rotação de 1750rpm.
22. Fale sobre as bombas multiestágios apresentando vantagens e desvantagens, faça um paralelo com instalações de bombas em série.
23. Explique o fenômeno da cavitação, seus malefícios e como evitar.
24. Selecione uma bomba para operação com um óleo de viscosidade 88cSt, para uma vazão de 340m³/h e uma altura manométrica total de 40 mco. Sabe-se que a densidade relativa deste óleo é de 0,78.
25. Para uma instalação de bombeamento onde são necessários 30m³/h de vazão projete o sistema de bombeamento para duas configurações diferentes: (a) Uma bomba; (b) mais de uma bomba em paralelo (c) fluido de trabalho com viscosidade de 330cSt operando com uma bomba. Dados:
I. Altura de elevação de sucção: 6 metros; II. Altura de elevação de recalque: 25 metros; III. Comprimento virtual de sucção: 35 metros; IV. Comprimento virtual de recalque: 67 metros.
26. Calcule a velocidade específica de uma bomba que opera com óleo de densidade 0,8 com uma potência de 7cv, carga de 24mco e rotação de 3600rpm. Calcule também a vazão de operação desta bomba.
27. Uma bomba centrífuga é selecionada para operação com óleo SAE 30 a 20°C. Nestas condições, foi encontrado um ponto de operação para a bomba 40-160 com as seguintes coordenadas: H=15,6mca e 15m³/h. Determine o novo ponto de operação, caso a temperatura do óleo mude para 100°C.
Formulas:
Bombas de Deslocamento Positivo: Fuso:
Loulos:
Engrenagens:
Palhetas:
Pistão rotativo:
Fatores de correção de viscosidade:
