(Adaptada) Uma bomba de 18 pol de diâmetro de rotor opera em água no ponto de melhor rendimento a 1760 rpm. A NPSH obtida experimentalmente é de 4,9 m, e a perda por atrito entre a entrada e a bomba é 6,7m. Para evitar cavitação, será suficiente se a entrada da bomba for posicionada 2,7 m abaixo da superfície de um reservatório ao nível do mar?
Passo 1
Vamos começar anotando o que o enunciado disse
Então, vamos traçar nosso volume de controle entre a superfície do reservatório (1) e a entrada da bomba (2), pois conhecemos as variáveis nessas regiões.
Aplicando a equação da energia
Como o volume de controle não inclui a bomba em si e também não temos turbina
Lembrando que por definição, o NPSHD é
No nosso caso, a entrada da bomba é o ponto 2
Conseguimos substituir isso na equação da energia
Mas afinal, o que o exercício pede?
Queremos saber se as condições dadas de altura, perda de carga são suportadas pela bomba, ou seja, se a bomba consegue operar com essas condições. Em matematiquês
Passo 2
Vamos verificar se essa inequação é satisfeita então!
Substituindo os dados do enunciado
Além disso, (1) é uma superfície, então e
A da água a 20°C é 2300 Pa
Substituindo de novo
Calculamos o lado direito da desigualdade. O enunciado nos diz que o lado esquerdo (NPSH) é 4,9 m.
Para interpretar o resultado, vamos fixar o NPSH na equação da energia e calcular
Lembrando que
Ou seja, colocar a bomba 2,7 m abaixo da superfície dá uma margem de 1,2 m contra a cavitação.
Resposta
Sim, colocar a bomba 2,7 m abaixo da superfície é suficiente para evitar a cavitação.