No projeto de uma bomba se tem os seguintes parâmetros: Pressão atmosférica igual a 0,95 bar, pressão de vapor igual a 0,017 bar. Perda de carga na tubulação de aspiração 0,25 m, vazão máxima 400 l / s e rotação igual a 1450 rpm. Determinar o NPSH requerido pela bomba e a altura máxima de aspiração para não ocorrer cavitação. Considere a velocidade específica de aspiração igual a 157 rpm.
Patm=0,95 Bar= 10m
P vap =0,017 Bar =0,176 m

Passo 1

Beleza, vamos lá! O enunciado fala sobre um projeto de bomba com certos parâmetros, e a gente precisa descobrir duas coisas: o NPSH requerido pela bomba e a altura máxima de aspiração para evitar cavitação. Para resolver isso, vamos precisar entender um pouco sobre NPSH (Net Positive Suction Head) e como calcular a altura de aspiração, além de usar as informações que a gente tem sobre pressões, perdas de carga, vazão, entre outros.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que é NPSH. O NPSH requerido (NPSHr) é a quantidade mínima de energia que a bomba precisa no ponto de sucção para evitar a formação de cavitação. Cavitação é quando a pressão do líquido cai abaixo da pressão de vapor, formando bolhas que podem danificar a bomba.
A fórmula para o NPSHr é:
NPSHr = Hss + Hp - Hvap
Onde:
  • $ H_{ss} $ é a altura estática de sucção.
  • $ H_{p} $ é a perda de carga na tubulação de sucção.
  • $ H_{vap} $ é a altura correspondente à pressão de vapor do líquido.

Passo 3

Vamos reorganizar a fórmula para encontrar o $ H_{ss} $:
Hss
Mas, antes disso, precisamos determinar o $ H_{ss} $. Para isso, vamos usar a relação entre velocidade específica, rotação e vazão.

Passo 4

A velocidade específica $ N_s $ está relacionada à rotação $ N $ e à vazão $ Q $ pela seguinte fórmula:
Ns
Rearranjando para encontrar a altura $ H $:
N
Vamos usar essa fórmula para calcular a altura.

Passo 5

Primeiro, precisamos converter a vazão de litros por segundo para metros cúbicos por segundo:
Q = 400 , l/s = 0,4 , m^3/s
Agora, substituindo os valores na fórmula:
H = ( 1450 times raiz0,4157 )^43

Passo 6

Calculando dentro do parênteses:
raiz0,4 approx 0,6325
Então:
1450 times 0,6325157 approx 918.125157 approx 5,85
Agora, elevamos esse valor à potência de $ \frac{4}{3} $:
43

Passo 7

Agora que temos a altura $ H $, podemos considerar que o NPSHr é igual a essa altura para evitar cavitação:
H

Passo 8

Com o NPSHr conhecido, podemos calcular a altura máxima de aspiração $ H_{ss} $ usando a fórmula reorganizada:
Hss
Substituindo os valores:
Hss = NPSHr - Hp + Hvap

Resposta

O NPSH requerido pela bomba é de aproximadamente 13,45 metros e a altura máxima de aspiração para evitar cavitação é de 13,38 metros.

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