De acordo com os dados fornecidos, calcule o que se pede.
Dados:
, Pressão atmosférica no local
, Fluido = água
.
c) Determinar a altura máxima de sucção para que não ocorra cavitação.
Dados:
c) Determinar a altura máxima de sucção para que não ocorra cavitação.
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente precisa determinar a altura máxima de sucção para que a bomba não entre em cavitação. Isso faz parte da matéria de Mecânica dos Fluidos, mais especificamente, no estudo de bombas e as condições necessárias para o seu funcionamento adequado.
Para resolver isso, vamos precisar entender e usar conceitos como NPSH (Net Positive Suction Head), pressão atmosférica, pressão de vapor da água, e as perdas de carga no sistema. Vamos lá passo a passo!
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que é o NPSH. Ele é uma medida que garante que a pressão do líquido na sucção da bomba seja suficiente para evitar a formação de bolhas de vapor, ou seja, cavitação. O NPSH disponível (NPSHa) deve ser maior que o NPSH requerido (NPSHr) para evitar cavitação.
A fórmula para calcular o NPSHa é:
Onde:
-
é a pressão atmosférica, -
é o peso específico do líquido, -
é a velocidade do líquido na sucção, -
é a aceleração da gravidade, -
é a pressão de vapor do líquido, -
são as perdas de carga na sucção.
Passo 3
Vamos reorganizar a fórmula para encontrar a altura máxima de sucção (
) que evita a cavitação. Sabemos que para evitar cavitação, precisamos que:
Portanto, podemos reescrever a equação da seguinte forma para encontrar
:
Passo 4
Agora, precisamos calcular o peso específico da água (
). Geralmente, para a água,
é aproximadamente
.
Vamos substituir os valores na fórmula:
Nota: Converti
e
para Pascals (Pa) para manter as unidades consistentes.
Passo 5
Vamos calcular cada termo separadamente:
Passo 6
Agora, substituímos esses valores na equação para
:
Resposta
A altura máxima de sucção para que não ocorra cavitação é de aproximadamente 2,82 metros.