Água é bombeada à razão de 2 pé/s de um reservatório que está 20 pés acima de uma bomba para descarga livre 90 pés acima da bomba. A pressão no lado de admissão da bomba é de 5 psig e no lado de descarga é de 50 psig. Todos os tubos são de aço comercial 6 pol. de diâmetro. Determine (b) a perda de carga total entre a bomba e o ponto de descarga livre. (FOX 8.78)
Passo 1
Beleza, vamos lá! A gente tem um problema de hidráulica envolvendo o bombeamento de água. Os dados que temos são: a água está sendo bombeada a uma taxa de 2 pés cúbicos por segundo de um reservatório que está 20 pés acima da bomba, indo para um ponto de descarga que está 90 pés acima da bomba. A pressão na entrada da bomba é de 5 psig e na saída é de 50 psig. As tubulações são de aço com 6 polegadas de diâmetro. Nosso objetivo aqui é determinar a perda de carga total entre a bomba e o ponto de descarga. Para resolver isso, vamos precisar usar conceitos de perda de carga por atrito e perda de carga por variação de pressão, além de algumas fórmulas básicas de hidráulica.
Passo 2
Primeiro, vamos entender a diferença de altura entre o reservatório e o ponto de descarga. O reservatório está 20 pés acima da bomba e a descarga está 90 pés acima da bomba. Então, a diferença de altura (
) é:
Passo 3
Agora, vamos calcular a diferença de pressão entre a saída e a entrada da bomba. A pressão na saída (
) é 50 psig e na entrada (
) é 5 psig. A diferença de pressão (
) é:
Passo 4
Para converter essa diferença de pressão em altura de água (
), usamos a relação:
Então,
Passo 5
Agora, precisamos considerar a velocidade da água na tubulação. A vazão (
) é de 2 pés cúbicos por segundo e o diâmetro da tubulação (
) é de 6 polegadas, ou 0.5 pés. A área da seção transversal (
) da tubulação é:
A velocidade (
) da água é:
Passo 6
A perda de carga por velocidade (
) é dada por:
Onde
, então:
Passo 7
A perda de carga total (
) é a soma da perda por pressão, perda por variação de altura e perda por velocidade:
Substituindo os valores:
Resposta
A perda de carga total entre a bomba e o ponto de descarga livre é de aproximadamente 175,57 pés.
Exercícios relacionados
Certa instalação, em PVC rígido (
Se o tempo para ocorrer a mistura vertical,
for:
Determine um valor de para o critério
Determine um valor de
Água é bombeada à razão de 2 pé/s de um reservatório que está 20 pés acima de uma bomba para descarga livre 90 pés acima da bomba. A pressão no lado de admissão da bomba é de 5 psig e no lado de descarga é de 50 psig. Todos os tubos são de aço comercial 6 pol. de diâmetro. Determine (a) a altura da carga suprida pela bomba. (FOX 8.78)
Um tubo liso com diâmetro de 3 pol. transporta água
horizontalmente a uma vazão em massa de
. A queda de pressão observada é de
para cada 100 pés de tubo. Do diagrama de Moody, o fator de atrito poderia ser escolhido como 0,021 ou 0,042. Qual o valor correto? (FOX 8.80)