Suponhamos ser de 3 m o NPSHR de uma bomba operando a 600 m de altitude. Se a água circulante estiver a 65^circ C e a perda de carga na sucção for de 1,5 m, qual a altura máxima de sucção permitida? Considere que o reservatório de sucção seja aberto e de grandes dimensões. Resposta: 2,8 m abaixo da bomba
Dados:
Pressão atmosférica em uma altitude de 600 m=95,81 kPa
Pressão de vapor da água =2,50 N / cm^2
Densidade da água a 65^circ C=0,981 g / cm^3

Passo 1

Estamos resolvendo um problema de Hidráulica de Bombas, especificamente sobre o NPSH (Net Positive Suction Head). Precisamos encontrar a altura máxima de sucção permitida para uma bomba que opera a 600 m de altitude, com água a 65°C e uma perda de carga na sucção de 1,5 m. Para isso, vamos utilizar conceitos de pressão, densidade da água e perdas de carga.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que é o NPSH. O NPSH disponível (NPSHa) é a energia disponível na sucção da bomba para evitar a cavitação. Já o NPSH requerido (NPSHr) é a quantidade mínima de energia que a bomba precisa para funcionar corretamente sem cavitação. Para que a bomba opere sem problemas, precisamos que:
NPSHa >= NPSHr
Nosso objetivo é encontrar a altura máxima de sucção ($ h_s $) que ainda mantém essa condição.

Passo 3

A fórmula para calcular o NPSHa é:
NPSHa = Patm - Pvaporrho g - hf + hs
Onde:
  • $ P_{atm} $ é a pressão atmosférica,
  • $ P_{vapor} $ é a pressão de vapor da água,
  • $ \rho $ é a densidade da água,
  • $ g $ é a aceleração da gravidade,
  • $ h_f $ é a perda de carga na sucção,
  • $ h_s $ é a altura de sucção.
Queremos encontrar $ h_s $ tal que Patm .

Passo 4

Primeiro, vamos converter todas as unidades para o Sistema Internacional (SI):
  • $ P_{atm} = 95,81 , kPa = 95810 , Pa $
  • $ P_{vapor} = 2,50 , N/cm^2 = 25000 , Pa $ (já que Patm = 95,81 , kPa = 95810 , Pa )
  • $ \rho = 0,981 , g/cm^3 = 981 , kg/m^3 $
  • $ g = 9,81 , m/s^2 $
  • $ h_f = 1,5 , m $
  • $ NPSHr = 3 , m $

Passo 5

Vamos reorganizar a fórmula para encontrar $ h_s $:
hs
Como queremos que hs = NPSHa - ( Patm - Pvaporrho g - hf ) , substituímos:
NPSHa = NPSHr

Passo 6

Calculando a parte da pressão:
95810 - 25000981 times 9,81 = 708109602,61 approx 7,37 , m
Agora, substituindo de volta na equação:
3 = 7,37 - 1,5 + hs 3 = 5,87 + hs hs = 3 - 5,87 hs = -2,87 , m

Passo 7

Um valor negativo para $ h_s $ indica que a altura de sucção está abaixo da bomba. Portanto, a altura máxima de sucção permitida é de aproximadamente 2,8 m abaixo da bomba.

Resposta

2,8 m abaixo da bomba

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