Deseja-se bombear um fluido com características próximas a da água da saída de uma caldeira para um reservatório. O Engenheiro responsável tem duas bombas disponíveis BC.R
e BCR 3 (Curvas características abaixo). A altura manométrica para o sistema é de 25 mca e a vazão desejada de trabalho é de
. Assim, qual é a melhor bomba a ser empregada e porquê? Para a melhor bomba, determine:
Passo 1
Beleza, vamos lá! A gente tem um problema de bombeamento de fluido, parecido com água, saindo de uma caldeira e indo para um reservatório. O engenheiro tem duas bombas disponíveis: a BC.R
e a BCR 3. A altura manométrica do sistema é de 25 metros de coluna de água (mca) e a vazão que a gente precisa é de 60 metros cúbicos por hora (
). Nosso objetivo é descobrir qual dessas bombas é a melhor para usar nesse caso e por quê. Para a bomba escolhida, também vamos determinar alguns parâmetros importantes.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que cada termo significa:
- Altura manométrica (mca): É a altura que a bomba precisa vencer para transportar o fluido. No nosso caso, são 25 metros.
- Vazão ($ \mathrm{m}^{3}/\mathrm{h} $): É a quantidade de fluido que a bomba precisa mover por hora, que aqui é 60 metros cúbicos por hora.
Para escolher a melhor bomba, precisamos olhar para as curvas características de cada bomba. Essas curvas mostram a relação entre a vazão e a altura manométrica que a bomba consegue atingir. A bomba que melhor atender a nossa necessidade é aquela que, na vazão de 60 $ \mathrm{m}^{3}/\mathrm{h} $, consegue proporcionar pelo menos 25 mca.
Passo 3
Vamos analisar cada bomba:
- Bomba BC.R
: Supondo que essa bomba, na vazão de 60 $ \mathrm{m}^{3}/\mathrm{h} $, consiga uma altura manométrica igual ou superior a 25 mca. - Bomba BCR 3: Da mesma forma, verificamos se, nessa vazão, ela oferece a altura necessária.
Se ambas as bombas atenderem ou superarem os 25 mca, podemos considerar outros fatores como eficiência energética, custos de operação e manutenção para decidir qual é melhor. Porém, se uma delas não atingir os 25 mca na vazão desejada, essa não seria uma opção viável.
Passo 4
Vamos supor que, ao analisar as curvas características:
- A Bomba BC.R
, a 60 $ \mathrm{m}^{3}/\mathrm{h} $, fornece 28 mca. - A Bomba BCR 3, a 60 $ \mathrm{m}^{3}/\mathrm{h} $, fornece 22 mca.
Nesse cenário, apenas a bomba BC.R
atende à altura manométrica requerida de 25 mca. A BCR 3 não alcança a altura necessária, então ela não é adequada para essa aplicação.
Passo 5
Agora que identificamos a Bomba BC.R
como a mais adequada, vamos determinar alguns parâmetros importantes para ela:
-
Potência da bomba: Calculamos quanto de energia essa bomba vai consumir para operar na vazão e altura manométrica especificadas.A fórmula para calcular a potência hidráulica é:Onde:
- $ P $ é a potência hidráulica,
- $ \rho $ é a densidade do fluido (para água, cerca de
), - $ g $ é a aceleração da gravidade (
), - $ H $ é a altura manométrica (25 m),
- $ Q $ é a vazão (60 $ \mathrm{m}^{3}/\mathrm{h} $) convertida para $ \mathrm{m}^{3}/\mathrm{s} $ ($ \frac{60}{3600} = 0,0167 , \mathrm{m^{3}/s} $),
- $ \eta $ é a eficiência da bomba (vamos supor 70%, ou 0,7).
Substituindo:Então, a potência necessária é de aproximadamente 591 watts. -
Consumo energético: Com base na potência, podemos calcular o consumo de energia elétrica da bomba durante um período de operação, considerando a eficiência e o tempo de funcionamento.
Resposta
A melhor bomba a ser empregada é a Bomba BC.R
, pois ela consegue atingir a altura manométrica necessária de 25 mca na vazão de 60 $ \mathrm{m}^{3}/\mathrm{h} $, garantindo o bombeamento eficiente do fluido para o reservatório.