Uma bomba com rotor de entrada bilateral, com um estágio, devendo elevar
de água a uma altura manométrica de 20 m , apresenta as seguintes características de operação:
a. Temperatura da água:
;
b. Pressão de vapor da água a
:
;
c. Peso específico da água a
;
d. Pressão atmosférica local:
;
e. Rotação da bomba: n = 1150 rpm;
f. Perda de carga na aspiração:
m.c.a.;
g. Altura representativa de velocidade na entrada da bomba:
.
Considerando que a bomba foi instalada 8,5 metros acima do nível do reservatório de sucção, verifique se haverá ou não risco de cavitação na bomba. Caso ocorra cavitação, apresente o possível motivo e a solução para o problema.
a. Temperatura da água:
b. Pressão de vapor da água a
c. Peso específico da água a
d. Pressão atmosférica local:
e. Rotação da bomba: n = 1150 rpm;
f. Perda de carga na aspiração:
g. Altura representativa de velocidade na entrada da bomba:
Considerando que a bomba foi instalada 8,5 metros acima do nível do reservatório de sucção, verifique se haverá ou não risco de cavitação na bomba. Caso ocorra cavitação, apresente o possível motivo e a solução para o problema.
Passo 1
Beleza, vamos dar uma olhada no que o exercício está pedindo. A gente tem uma bomba que precisa elevar água a uma certa altura e com um fluxo específico. O objetivo é descobrir se tem risco de cavitação nessa bomba. Cavitação é quando bolhas de vapor se formam na água por causa da baixa pressão, o que pode danificar a bomba. Para resolver isso, vamos precisar entender os conceitos de pressão, altura manométrica e como calcular a NPSH (Net Positive Suction Head), que é essencial para verificar se a bomba vai funcionar bem ou se vai rolar cavitação.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que é NPSH. A NPSH disponível (NPSHₐ) é a quantidade de pressão disponível na sucção da bomba para evitar a cavitação. Ela é calculada considerando a pressão atmosférica, a altura de sucção, as perdas de carga e a pressão de vapor da água. A fórmula para calcular a NPSH disponível é:
Onde:
-
é a pressão atmosférica. -
é o peso específico da água. -
é a altura de sucç��o. -
são as perdas de carga na sucção. -
é a altura correspondente à pressão de vapor da água.
Passo 3
Vamos agora identificar e converter todas as grandezas para unidades consistentes. Sabemos que:
- Pressão atmosférica local (
) = 0,980 kgf/cm² - Peso específico da água (
) = 983 kgf/m³ - Altura de sucção (
) = 8,5 m - Perda de carga na sucção (
) = 1,30 m - Pressão de vapor da água (
) = 0,231 kgf/cm²
Primeiro, vamos converter a pressão atmosférica e a pressão de vapor da água de kgf/cm² para metros de coluna d’água. A conversão é feita usando:
Onde
é em kgf/cm² e
está em kgf/m³.
Passo 4
Calculando a altura correspondente à pressão atmosférica:
(Aqui multiplicamos por
para converter cm² para m².)
Agora, para a pressão de vapor:
Passo 5
Agora, vamos substituir esses valores na fórmula da NPSH disponível:
Substituindo:
Passo 6
Com a NPSH disponível calculada, precisamos comparar esse valor com a NPSH requerida pela bomba (
). Infelizmente, o exercício não fornece o valor da NPSH requerida. Geralmente, esse valor é fornecido pelo fabricante da bomba. Contudo, se considerarmos que a NPSHr típica para bombas semelhantes está na faixa de 2 a 4 metros, nossa NPSH disponível de 14,83 m está bem acima desse valor.
Passo 7
Como a NPSH disponível (14,83 m) é maior que a NPSH requerida provável (vamos supor 3 m), não há risco de cavitação na bomba. Isso significa que a pressão na sucção da bomba está suficientemente alta para evitar a formação de bolhas de vapor.
Resposta
Não há risco de cavitação na bomba, já que a NPSH disponível (≈14,83 m) excede a NPSH requerida, garantindo operação segura.