1. Defina NPSH requerido e NPSH disponível. Analise as situações críticas, em relação às propriedades do fluido, para ocorrência de cavitação.

Passo 1

Beleza, vamos lá! O exercício pede para a gente definir NPSH requerido e NPSH disponível, além de analisar situações críticas relacionadas às propriedades do fluido que podem causar cavitação. Isso tudo faz parte da teoria de bombas e cavitação, que é fundamental em sistemas de bombeamento para evitar danos e garantir eficiência.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que é NPSH. NPSH significa Net Positive Suction Head, ou seja, “Cabeça Positiva Líquida de Sucção”. É uma medida que indica a disponibilidade de pressão no lado de sucção da bomba para evitar a formação de vapor e, consequentemente, a cavitação.

Passo 3

Agora, NPSH Requerido (NPSHr) é a quantidade mínima de NPSH necessária para que a bomba funcione sem cavitar. Cada bomba tem um NPSHr especificado pelo fabricante, que depende do seu design e das condições de operação.

Passo 4

Já o NPSH Disponível (NPSHa) é a quantidade real de NPSH disponível no sistema de bombeamento. Ele depende de fatores como a altura de sucção, a pressão atmosférica, a temperatura do líquido e a vazão.
A fórmula para calcular o NPSHa é:
Onde:
  • = altura de sucção
  • = pressão atmosférica
  • = pressão de vapor do líquido
  • = densidade do líquido
  • = aceleração da gravidade
  • = perdas por atrito na tubulação

Passo 5

Para evitar a cavitação, é essencial que o NPSHa seja maior que o NPSHr:
Se isso não acontecer, a pressão na sucção da bomba pode cair abaixo da pressão de vapor do líquido, formando bolhas de vapor que implode e causam cavitação.

Passo 6

Agora, vamos analisar as situações críticas relacionadas às propriedades do fluido que podem levar à cavitação:
  1. Aumento da Temperatura do Líquido: Quando a temperatura aumenta, a pressão de vapor ( ) também aumenta, reduzindo o e aumentando o risco de cavitação.
  2. Redução na Altura de Sucção ( ): Menor altura de sucção diminui o , podendo fazer com que não seja suficiente para evitar a cavitação.
  3. Aumento das Perdas por Atrito ( ): Tubulações com muitas curvas ou diâmetro pequeno aumentam , diminuindo o .
  4. Redução da Pressão Atmosférica ( ): Em altitudes mais elevadas, a pressão atmosférica diminui, reduzindo .
Essas situações afetam diretamente as propriedades do fluido e podem criar condições críticas para a ocorrência de cavitação.

Resposta

Em resumo, o NPSH Requerido é a mínima cabeça líquida de sucção necessária para evitar cavitação na bomba, enquanto o NPSH Disponível é a cabeça líquida de sucção efetivamente presente no sistema. Situações como aumento da temperatura, redução da altura de sucção, aumento das perdas por atrito e diminuição da pressão atmosférica podem reduzir o NPSHa abaixo do NPSHr, criando condições críticas que favorecem a cavitação.

Exercícios relacionados

Para a mesma área inundada do item anterior, estimar o valor da componente vertical de força sobre uma comporta fechada. Apresentar o resultado em quilograma-força;
Para uma área inundada de , qual o valor da componente de força horizontal, causada pela pressão da água sobre uma comporta fechada. Apresentar o resultado em quilogramaforça;
Escreva uma macro VBA que calcule a variação da componente vertical de força (sobre uma comporta) em função do volume de água armazenado no reservatório.
  1. O motor de uma bomba BC-21 R de , originalmente de queimou o único motor de 4 CV disponível na empresa possui rotação de . Considerando-se que a bomba opera com uma vazão de e AMT de , estime as novas condições operacionais da bomba.