As leis de similaridade são fundamentais para analisar o desempenho das bombas quando a rotação ou o diâmetro do rotor são alterados. Essas leis são ferramentas essenciais no projeto e análise de sistemas de bombeamento. Sobre as leis de similaridade aplicadas as bombas centrífugas, considere as afirmativas a seguir: I. Para que as leis de similaridade possam ser aplicadas basta haver semelhança geométrica. II. Considerando os efeitos viscosos desprezíveis, a semelhança dinâmica é obtida quando o adimensional de vazão é mantido constante. III. Quando a rotação de uma bomba é reduzida, as leis de similaridade indicam que sua eficiência não se altera. IV. Quando a rotação de uma bomba aumenta, a altura de elevação também aumenta de forma linear. Agora, assinale a alternativa que apresenta a resposta correta. Escolha uma:
a. Apenas as afirmativas II, III e IV estão corretas.
b. Apenas as afirmativas I, II e III estão corretas.
c. Apenas as afirmativas II e III estão corretas.
d. Apenas as afirmativas I e II estão corretas.
e. Apenas as afirmativas I e IV estão corretas.

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício sobre as leis de similaridade aplicadas às bombas centrífugas. A questão quer saber quais das afirmações apresentadas estão corretas quando consideramos mudanças na rotação ou no diâmetro do rotor da bomba. Para isso, vamos precisar entender o que são essas leis de similaridade e como elas afetam o desempenho das bombas.

Passo 2

Afirmativa I: "Para que as leis de similaridade possam ser aplicadas basta haver semelhança geométrica."
Vamos por partes. Semelhança geométrica significa que duas bombas têm a mesma forma, mas tamanhos diferentes. Porém, só ter a mesma forma não garante que todas as outras características sejam mantidas iguais, como a rotação ou a vazão. As leis de similaridade também exigem que outros parâmetros sejam proporcionais de maneira específica. Então, apenas a semelhança geométrica não é suficiente para aplicar as leis de similaridade. Essa afirmativa está errada.

Passo 3

Afirmativa II: "Considerando os efeitos viscosos desprezíveis, a semelhança dinâmica é obtida quando o adimensional de vazão é mantido constante."
Aqui, estamos falando de semelhança dinâmica, que leva em conta forças inerciais e de pressão, ignorando a viscosidade. O adimensional de vazão geralmente é representado pelo número de Reynolds, que deve ser constante para manter a semelhança dinâmica. Se mantemos esse número constante, garantimos que o comportamento do fluxo seja similar nas duas bombas. Portanto, essa afirmativa está correta.

Passo 4

Afirmativa III: "Quando a rotação de uma bomba é reduzida, as leis de similaridade indicam que sua eficiência não se altera."
A eficiência de uma bomba está relacionada a como ela converte energia mecânica em energia hidráulica. Se a rotação muda, a velocidade do fluido e outras variáveis também mudam, o que pode afetar a eficiência. As leis de similaridade não garantem que a eficiência permaneça a mesma quando a rotação muda, a menos que todas as outras condições específicas sejam atendidas. Logo, essa afirmativa está errada.

Passo 5

Afirmativa IV: "Quando a rotação de uma bomba aumenta, a altura de elevação também aumenta de forma linear."
A altura de elevação ( H) em uma bomba centrífuga está relacionada à rotação ( N) pelo quadrado da rotação, segundo a Lei Afinônica (Fan Law):
H propto N^2
Isso significa que se a rotação aumenta, a altura de elevação aumenta com o quadrado da rotação, não de forma linear. Portanto, essa afirmativa está errada.

Resposta

A única afirmativa correta é a II. Portanto, a alternativa correta é:
c. Apenas as afirmativas II e III estão corretas.

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