Então já há uma bomba na fábrica e temos que ver, caso a caso, qual tipo de acoplamento foi utilizado em cada um dos itens. Bora começar:

1. Visando aumentar a carga fornecida à uma corrente, instalou-se uma nova bomba de forma que a mesma corrente passe tanto pela bomba previamente existente como pela nova.

Foi utilizado acoplamento em série! Nesse tipo de configuração, as bombas são conectadas em linha e uma mesma corrente vai passar por todas essas bombas; isto é, a vazão que passa pela bomba 1 é a mesma que passa pela bomba 2 e assim por diante. E é isso que o item descreveu :)



Passo 2

2. Desejava-se aumentar a vazão de trabalho em uma fábrica e, para tal, instalou-se uma segunda bomba e dividiu-se a nova vazão em partes iguais. Cada uma destas partes passa apenas por uma das bombas.

Esse é o acoplamento em paralelo! Nesse tipo de configuração, o sistema recebe uma vazão que é divida para as diversas bombas em paralelo, no caso, 2.



O objetivo desse tipo de configuração é processar maiores vazões do que uma bomba apenas ou um conjunto em série poderia processar.

Passo 3

3. Desejava-se aumentar a vazão de trabalho em uma fábrica e, para tal, comprou-se uma bomba com maior vazão de operação para substituir a previamente usada.

Na teoria vimos que tem dois tipos de acoplamentos:

• em paralelo, quando se adiciona bomba e divide-se a vazão
• em série, quando uma mesma corrente passa por mais de uma bomba

Massss, no caso desse item, NÃO há nenhum acoplamento! Apenas houve a substituição da bomba por uma com maior vazão de operação, permitindo assim trabalhar com maiores vazões sem que haja cavitação, isto é, garantindo

Bora pegar algumas informações importantes do enunciado. Ele disse que a bomba instalada opera com sua vazão de operação, então, NÃO se pode aumentar mais essa vazão, caso contrário, haveria cavitação.

Lembre que vazão de operação é quando . Se aumentássemos mais a vazão, e haveria cavitação.

Mas a fábrica precisa aumentar a vazão; vamos ter que usar essa bomba que está parada de alguma forma.

Nessa teoria, nós vimos dois tipos de acoplamento de bombas. Como nessa questão o objetivo é aumentar a vazão processada e nada foi dito sobre a carga (daí assume-se que NÃO se quer alterá-la), vamos precisar do acoplamento em paralelo.

Dessa forma, consegue-se processar a maior vazão que foi requisitada e permanecer sem cavitação.

A gente precisa dar mais carga pra um certo líquido. O enunciado não falou nada se já está na vazão de operação (limite para não haver cavitação) ou não, mas não faz diferença porque ele diz que não pode mudar a vazão.

Mágica a bomba não vai fazer, então precisamos fazer um acoplamento de bombas. E, como queremos aumentar a carga mantendo a vazão constante, vamos usar o acoplamento em série.

Dessa forma, a carga total fornecida ao fluido, para tal vazão, será maior, como podemos ver em uma curva característica genérica:

Primeiro bora visualizar melhor a situação. Vou chamar a bomba original de e a bomba adicional de 1.

Para sabermos se a bomba 2 irá ou não cavitar, precisamos saber o na entrada dela; caso , haverá cavitação. Essa informação vai surgir de um balanço de energia. Masssss o engenheiro do enunciado já facilitou a nossa vida e disse que, nas condições de operação do projeto, é necessário que:

Temos que calcular a pressão do fluido na entrada da bomba (vai ser nosso ponto 1) e precisamos avaliar como o fluido está na entrada da bomba 2 (vai ser o ponto 2). Fazendo balanço de energia entre esses dois pontos:

Agora vem as simplificações:

• Como o diâmetro da tubulação é constante:
• Como o escoamento é turbulento:
• Já que as duas bombas estão localizadas no chão:

Daí a equação fica:

E esse , que é o , é a carga fornecida pela bomba 1, já que esta é a que está no nosso volume de controle. Isto é:

“E onde eu uso a carga ?” Em lugar nenhum, já que a bomba 2 não está no nosso volume de controle.

Há perda de carga entre as bombas, mas o enunciado já deu que . Também sabemos que . Substituindo esses valores na equação simplificada:

O que queremos é , então bora isolá-lo:

Não temos o valor da densidade, então vamos deixar a resposta em função dela mesmo.

A questão conta uma história meio repeteco ao longo dos exercícios desse tópico haha É uma instalação qualquer que, inicialmente, tinha apenas uma bomba, mas depois adiciona outra bomba. Mas vamos ao que interessa:

1. Identifique qual tipo de acoplamento foi utilizado

Pelo gráfico fornecido, vemos que quando a segunda bomba passa a ser utilizada, NÃO ocorre aumento de carga fornecida para uma dada vazão, mas sim o aumento da vazão de fornecimento livre. Isso indica que se usou acoplamento em paralelo!



Pode-se, então, trabalhar com maiores vazões sem que ocorre cavitação, mantido o sistema. E bora aproveitar pra lembrar do gráfico de acoplamento em paralelo que vimos na teoria:



Repara na semelhança.

Passo 2

2. Identifique a vazão de fornecimento livre com e sem utilização do acoplamento

Agora é só ver, pra cada caso, qual a vazão correspondente à carga fornecida igual a zero, já que esta é a definição de vazão de fornecimento livre.

Dando uma olhada no gráfico:

Daí:

• Vazão de fornecimento livre sem acoplamento:
• Vazão de fornecimento livre com acoplamento: