Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Fox - Mecânica dos Fluidos- Ed: 8º - Capítulo 10.Problemas - Ex. 53
A altura de sucção positiva líquida requerida () por uma bomba pode ser expressa aproximadamente como uma função parabólica da vazão em volume. O para uma dada bomba, operando a com água, é dado por , em que de água e . Considere que o sistema de alimentação da sucção da bomba consiste em um reservatório, cuja superfície está acima da linha de centro da bomba, de uma entrada de borda-viva, de tubo de ferro fundido de de diâmetro e um cotovelo de . Calcule a vazão volumétrica máxima a , para qual a altura de carga da sucção é suficiente para operar esta bomba sem cavitação.
Passo 1
Considerações:
- Escoamento Estacionário;
- Fluído Incompressível;
- (reservatório muito grande);
- .
Passo 2
A equação dada:
Pode ser escrita da seguinte forma com os dados pelo enunciado:
Quando , temos:
Obtendo temos que é igual:
Sabendo que:
Temos que:
;
Passo 3
Do Número de Reynolds:
Sendo:
(Tabela A.7).
Temos:
Obtendo :
Com tabelado para Ferro Fundido igual a .
Com o Diagrama de Moody, obtemos o seguinte valor para :
Passo 4
Calculando a perda de carga que engloba a perda de carga do escoamento, do cotovelo e da entrada:
Sendo:
(Tabelado);
(Tabelado);
.
Temos:
Passo 5
Escreva a Equação de Bernoulli:
Fazendo as considerações do Passo 1:
Sendo:
;
;
.
Temos:
Como:
Sendo:
.
Temos:
Passo 6
Construa a seguinte tabela, sendo :
A cavitação ocorre quando se torna maior que o , e nesse caso ocorre em .