Na instalação mostrada na figura, a bomba possui potência de 4 cv e rendimento de , considere que o fluido é água, determine:
a) A velocidade do escoamento na tubulação de sucção.
b) A pressão em (2) na entrada da bomba.
c) A pressão em (3) na saída da bomba.
d) A altura Z4 da caixa d
_ Dados: litros .

Passo 1

Primeiro, vamos entender o que o exercício está nos pedindo. Temos uma bomba com potência de 4 cavalos-vapor (cv) e um rendimento de 65%. O fluido sendo bombeado é água. Precisamos determinar quatro coisas:
a) A velocidade do escoamento na tubulação de sucção.
b) A pressão na entrada da bomba (ponto 2).
c) A pressão na saída da bomba (ponto 3).
d) A altura da caixa d’água.
Para resolver isso, vamos precisar usar conceitos de hidráulica, como a relação entre potência, fluxo, velocidade, e pressão, além de fórmulas de eficiência da bomba.

Passo 2

Vamos começar convertendo a potência da bomba de cavalos-vapor (cv) para watts (W), já que as unidades SI são mais convenientes para nossos cálculos.
Sabemos que:
Então, a potência da bomba é:

Passo 3

Considerando o rendimento ( ) da bomba de 65%, a potência útil ( ú) fornecida à água é:
ú

Passo 4

Agora, vamos calcular o fluxo volumétrico ( ) da água. Já nos foi dado que . Convertendo para metros cúbicos por segundo:

Passo 5

Para encontrar a velocidade do escoamento na tubulação de sucção ( ), usamos a relação entre o fluxo volumétrico, a área da seção transversal e a velocidade:
Primeiro, calculamos a área da tubulação de sucção (diâmetro ):
Agora, isolamos :

Passo 6

Agora, vamos determinar a pressão na entrada da bomba (ponto 2). Usaremos a potência útil e a relação entre potência, fluxo e pressão.
A potência pode ser expressa como:
ú
Isolando :
ú
Portanto, a pressão na entrada da bomba é de aproximadamente 159,2 Pa.

Passo 7

Para encontrar a pressão na saída da bomba (ponto 3), precisamos considerar a perda de carga na tubulação e a elevação. Porém, com os dados fornecidos, podemos assumir que a pressão na saída é influenciada pela diferença de altura e pela velocidade.
Usando a energia fornecida pela bomba:
Onde é a densidade da água (usando , então )
Calculando a pressão na saída:
Sem a altura , não podemos calcular exatamente . Porém, se , então:

Passo 8

Finalmente, para determinar a altura da caixa d’água, usamos a relação entre a pressão e a altura da coluna d’água:
Isolando :
Isso significa que a altura da caixa d’água é de aproximadamente 13,2 cm.

Resposta

a) A velocidade do escoamento na tubulação de sucção é de aproximadamente 1,53 m/s.
b) A pressão na entrada da bomba é de aproximadamente 159,2 Pa.
c) A pressão na saída da bomba é de aproximadamente 1323,7 Pa.
d) A altura da caixa d’água é de aproximadamente 13,2 cm.

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Resposta: .
Responda as seguintes questões:
a) Qual a definição de esfericidade?
b) Qual a definição de diâmetro equivalente?
c) Qual a definição de densidade aparente?
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a) Determinar as constantes e B
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d) O tempo total do clico, sabendo-se que se leva 0,2 hora para drenagem, descarga, limpeza e montagem do filtro.
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f) O volume de filtrado que deve ser recolhido para fornecer a capacidade máxima.
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Obs: ou
Calcule os valores dos parâmetros e , dependentes da forma, para um prisma retangular de base triangular eqüilátera, cuja altura do prisma é duas vezes a aresta da base. (Solução: