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MÁQUINAS HIDRÁULICAS PROF.: KAIO DUTRA AULA 8 – CAVITAÇÃO E NPSH

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MÁQUINAS HIDRÁULICAS

PROF.: KAIO DUTRA

AULA 8 – CAVITAÇÃO E NPSH

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Bombas Injetoras:◦As bombas injetoras são utilizadasnormalmente em poços, onde a altura desucção é elevada, pois diferente das bombascentrífugas tradicionais, as bombas injetoraspodem trabalhar com uma alturamanométrica de aspiração acima de 8mca.

◦Sua forma de trabalho e dimensionamentonão é semelhante ao das bombas centrífugasconvencionais.

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Bombas Injetoras:◦As bombas injetoras possuem duassaídas de fluído, uma que direciona ofluido ao reservatório final (recalque)e outra que injeta o fluidonovamente no poço (injetora).

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Bombas Injetoras:◦Para dimensionar uma bombainjetora é necessário:◦Altura de elevação do injetor:

◦ Esta altura é dada pela soma da alturado nível médio do poço mais aprofundidade submersa no injetor (nãodeve ser menor que 10m).

◦Vazão requerida.

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Bombas Injetoras:◦A altura manométrica de recalquedeve ser calculada, porém apenaspara verificação se esta será superiora profundidade do injetor ou seuvalor crítico (nos casos do fabricantefornecer).

◦A escolha do diâmetro deve seracompanhada pela verificação dasbitolas da bomba escolhida.

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Bombas Injetoras:◦Ex. 1:

◦Dimensione uma bomba injetorapara os seguintes parâmetros:◦Altura do nível do poço: 3m

◦ Profundidade total do poço: 18m

◦Vazão requerida: 3m³/h

◦ Comprimento de recalque: 20 metros;

◦Desnível de recalque: 6 metros.

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Cavitação:◦A cavitação é um fenômenocausado pela queda depressão na entrada da bomba,quando esta queda é grande osuficiente para que pressãoabsoluta torne-se menor que apressão de vapor da água.

◦Quando isto acontece,cavidades ou bolhas de arformam-se no escoamento.

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Cavitação:◦Quando as cavidades vaporizadasencontram-se com o rotor, as reduçõese redirecionamentos de velocidadesprovocam um aumento na pressãoabsoluta e uma liquefação destascavidades vaporizadas, isto ocorreinstantaneamente de maneira violenta,gerando pequenas implosões no rotorda bomba.

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Cavitação:◦Além de provocar corrosão, desgastando, removendo partículase destruindo pedaços dos rotores e dos tubos de aspiraçãojunto à entrada da bomba, a cavitação também produz:◦ Queda de rendimento;

◦ Trepidação e vibração da bomba e tubulações;

◦ Ruídos causados pelas implosões.

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NPSH◦O NPSH (Net Positive Suction Head) refere-se a quantidade deenergia disponível com que o líquido penetra na boca deentrada da bomba.

◦O NPSH pode é um parâmetro utilizado para verificar ascondições de operação da bomba com a finalidade de evitar acavitação. Para isto são definidor dois parâmetros de NPSH:disponível e requerido.

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NPSH◦NPSH disponível: trata-se da energia em pressão disponívelmáxima até o fluido atingir sua pressão de vapor, é dado por:◦𝑁𝑃𝑆𝐻𝑑𝑖𝑠𝑝 = 𝑃𝑎𝑡𝑚 − 𝑃𝑣 − ℎ𝑎 − 𝐽𝑎◦Onde:

◦𝑃𝑎𝑡𝑚 = Pressão atmosférica local;

◦𝑃𝑣 = Pressão de vapor do fluido para uma dada temperatura;

◦ℎ𝑎 = Altura de elevação da sucção;

◦ 𝐽𝑎 = Perda de carga na sucção.

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NPSH◦NPSH disponível: trata-se da energia em pressão disponívelmáxima até o fluido atingir sua pressão de vapor, é dado por:◦𝑁𝑃𝑆𝐻𝑑𝑖𝑠𝑝 = 𝑃𝑎𝑡𝑚 − 𝑃𝑣 − ℎ𝑎 − 𝐽𝑎

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NPSH◦NPSH requerido: trata-se que será consumida na bomba paraimpulsionamento e redirecionamento do fluido, esteparâmetro é fornecido pelos fabricantes através de curvas outabelas:

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NPSH◦Para que não ocorra cavitação a seguinte condição deverá seratendida:◦𝑁𝑃𝑆𝐻𝑑𝑖𝑠𝑝 > 𝑁𝑃𝑆𝐻𝑅𝑒𝑞

◦É possível transforar a desigualdade acima em um igualdadeincluindo do fator, segue abaixo:◦𝑁𝑃𝑆𝐻𝑑𝑖𝑠𝑝 = 𝑁𝑃𝑆𝐻𝑅𝑒𝑞 + 𝑅𝑒𝑠𝑒𝑟𝑣𝑎

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NPSH◦Ex 2:

◦Dimensione uma bomba centrífuga para os parâmetrosabaixo:◦Altura de elevação: hr=7m; ha=2m;

◦ Comprimentos: Cr=9m; Ca=3m;

◦Reservatório: 10000 l;

◦Acessórios e conexões das linhas:

◦Aspiração: 1 válvula de pé com crivo, 1 curva; 1 luva de união.

◦Recalque: 1 válvula de retenção, 1 registro de gaveta, 4 curvas.

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