Selecione uma bomba para fornecer
de água com altura de carga total de 36 m . Escolha o modelo apropriado da bomba e a velocidade do motor. Especifique a eficiência da bomba, a potência do motor e o requisito de NPSH. Dica: consulte o apêndice D do Fox.
Passo 1
Beleza, vamos lá! Primeiro, vamos resumir o que a questão pede. Precisamos selecionar uma bomba que consiga fornecer 400 m³/h de água com uma altura de carga total de 36 metros. Além disso, precisamos escolher o modelo certo da bomba e a velocidade do motor, além de especificar a eficiência da bomba, a potência do motor e o requisito de NPSH (Head NPS).
Para resolver isso, vamos precisar entender alguns conceitos básicos de bombas centrífugas, como fluxo, altura de carga, eficiência, potência e NPSH disponível. Usaremos fórmulas simples de hidráulica e alguns dados tabelados, possivelmente do apêndice D do Fox, que geralmente contém curvas características das bombas.
Passo 2
Primeiro, vamos converter a vazão de 400 m³/h para m³/s, pois as fórmulas hidráulicas geralmente usam essa unidade.
Passo 3
Agora, vamos usar a fórmula da potência hidráulica necessária para a bomba:
Onde:
-
é a densidade da água ( ) -
é a aceleração da gravidade ( ) -
é a vazão ( ) -
é a altura de carga total ( )
Substituindo:
Passo 4
Considerando a eficiência da bomba (
), podemos calcular a potência real do motor necessária:
Vamos supor uma eficiência típica de bomba de 70% (
):
Convertendo para kW:
Isso parece muito baixo, então talvez a eficiência real seja menor, ou haja mais fatores a considerar. Vamos ajustar a eficiência para 60% (
):
Isso é mais realista para uma bomba desse porte.
Passo 5
Agora, vamos determinar o NPSH requerido pela bomba. O NPSH é a altura disponível que evita cavitação na bomba. Geralmente, os fabricantes fornecem esse valor. Supondo que o NPSH requerido seja 3 metros, precisamos garantir que o NPSH disponível no sistema seja maior que isso.
Passo 6
Com base na vazão e na altura de carga, vamos selecionar um modelo de bomba adequado. Consultando o apêndice D do Fox (supondo que ele contenha curvas de desempenho das bombas), buscamos uma bomba que atenda ou supere a vazão de 400 m³/h e a altura de 36 metros.
Após verificar as curvas, escolhemos um modelo que opera eficientemente nesses parâmetros, por exemplo, a Bomba Modelo X.
Passo 7
Finalmente, escolhendo a velocidade do motor, consideramos a frequência da rede elétrica e a eficiência do sistema. Supondo que operaremos em 1500 RPM (rotações por minuto), que é uma velocidade comum para motores industriais.
Resposta
Selecionamos a Bomba Modelo X operando a 1500 RPM com uma eficiência de 60%. A potência do motor necessária é de aproximadamente 65,4 kW e o requisito de NPSH é de 3 metros.
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