Aula 10 de fenômenos de transporte 18/04/2013

Pensando na

bomba

hidráulica!

Bomba é o dispositivo que

transforma potência mecânica

em potência hidráulica, ou

ainda, é o dispositivo que dá

carga ao fluido, sendo que esta

carga é denominada de carga

manométrica (HB)

Para escrever a equação

da energia nós temos que

conhecer o sentido do

escoamento!

Exato e aí é só lembrar que em

um trecho sem máquina o

escoamento ocorre sempre da

carga maior para a carga

menor!

Equação da energia com máquina

fi

fi

p

2ff

fB

2ii

i

pfinalBinicial

Hg2

vpzH

g2

vpz

HHHH

Vamos rever um

exemplo e aí

completá-lo!

O conduto da figura tem diâmetro interno igual a 100 mm e a pressão no manômetro é pm = 0,24 kgf/cm². As perdas de carga entre as seções 1 e 2 e entre as seções 4 e 5 são desprezíveis. O fluido é a água com peso específico igual a 9800N/m³. Determinar: a) a vazão; b) a perda de carga na tubulação;

(5) para (1) deou (3), para (2) de escoamento

HHvvAActeAvQ

g2

v4,2

g2

v

9800

8,91000024,00

g2

vpzH

g2

v6,30

g2

vpzH

323232

23

23

233

33

22

222

22

Adotando PHR no eixo da tubulação.

Aplicando a equação da energia de (1) a (2)

Adotando PHR no eixo da tubulação.

s

m8,26,346,19v

06,19

v6,30004H

g2

vpz

g2

vpz

HHH)a

22

p

222

2

211

1

p21

21

21

s

L22

s

m022,0Q

4

1000100

8,2AvQ

3

2

Aplicando a equação da energia de (2) a (3)

Adotando PHR no eixo da tubulação.

m2,1Hvv

H6,19

v4,2

6,19

v6,3

HHH)b

32

32

21

p32

p

23

22

p32

Como além da bomba existe a turbina,

que é o dispositivo que retira carga do

fluido, carga retirada denominada de

carga manométrica da turbina, vamos

escrever a equação da energia para este

caso!

fipfTi HHHH

Poderíamos escrever uma equação que valeria para bomba e para a turbina?

fipfMi HHHH

Sim e se HM > 0 a máquina

é bomba e se HM < 0 a

máquina é turbina.

Agora poderíamos

estudar as potências

e os rendimentos!

B motor

Transforma a potência elétrica (Nm) em potência mecânica (NB)

Transforma a potência mecânica (NB) em potência hidráulica (N)

Nm NB

N hm = rendimento do motor hB = rendimento da bomba hg = rendimento global

B

Bmm

gglobal

BB

m

Bm

HQN

N

N

N

N

N

N

hhhh

h

h

Rendimento sempre definido pela relação potência útil sobre a potência posta em

jogo, ou seja potência que saí

sobre a potência que entra.

Rendimento sempre definido pela relação potência útil sobre a potência posta em

jogo, ou seja potência que saí

sobre a potência que entra.

hT = rendimento da turbina hger = rendimento do gerador hg = rendimento global

T gerador

Transforma a potência mecânica (NT) em

potência elétrica (Nelétrica)

Transforma a potência hidráulica (N) em potência mecânica (NT)

N

Nelétrico NT

geradorTelétrica

g

T

elétricagerador

TT

T

N

N

N

N

N

N

HQN

hhh

h

h

fipfMi HHHH

Agora da para

completar o primeiro

exercício!

O conduto da figura tem diâmetro interno igual a 100 mm e a pressão no manômetro é pm = 0,24 kgf/cm². As perdas de carga entre as seções 1 e 2 e entre as seções 4 e 5 são desprezíveis. O fluido é a água com peso específico igual a 9800N/m³. Determinar: c) o tipo de máquina e a sua carga manométrica; d) A potência hidráulica (N) e a potência da máquina (NM) sabendo que seu

rendimento é de 72%.

O negativo indica que a

máquina, no caso, a turbina,

retirou carga! turbinam6,1H

2,12,1H4

HHHH

)c

M

M

p5M1 51

W4,248N

34572,0NN

W345N

6,110229800HQN )d

T

TT

3M

h

A instalação de bombeamento representada a seguir transporta água (r = 995 kg/m³)

com uma vazão de 5 L/s. Sabendo que a instalação tem um único diâmetro interno

igual a 63 mm, que a aceleração da gravidade é igual a 9,8 m/s², que a pressão na

entrada da bomba, registrada pelo vacuômetro, é de -55870 N/m² (ou Pa), que a

pressão na saída da bomba, registrada pelo manômetro, é 101870 Pa e que a variação

de cotas entre a seção de entrada e saída da bomba é desprezível, pede-se:

a. a carga manométrica (HB) da bomba;

b. a perda de carga antes da bomba;

c. a perda de carga depois da bomba.