LISTA DE EXERCÍCIOS 2

Máquinas de Fluxo

1. Selecione um modelo de uma bomba injetora para aplicação em um poço com os

seguintes parâmetros: (2.0 JKC 16; Hr=4,375mca)

a. Nível dinâmico do poço: 20m

b. Vazão requerida: 4m³/h

c. Comprimento virtual de recalque: 15 metros;

d. Desnível de recalque: 4 metros;

2. Selecione um modelo de uma bomba injetora para aplicação em um poço com os

seguintes parâmetros: (7.5 JKC 36; Hr=4,46mca)

a. Nível dinâmico do poço: 28m

b. Vazão requerida: 7m³/h

c. Comprimento virtual de recalque: 20 metros;

d. Desnível de recalque: 4 metros.

3. Calcule o NPSH disponível de uma bomba com uma instalação de desnível e perda de

carga de sucção de 3 metros e 1,5 metros. Considere que a instalação encontra-se ao nível do

mar e a temperatura ambiente é de 30°C. (5,397mca)

4. Para uma instalação de bombeamento, verifique a possibilidade de cavitação, sabendo-

se que o desnível e perda de carga de sucção valem respectivamente 3 e 2 metros. Considere

que a instalação encontra-se ao nível do mar e a temperatura ambiente é de 30°C, a bomba de

modelo 40-160 – 1750rpm opera com uma vazão de 15m³/h. Caso não ocorra cavitação, informe

o valor da reserva. (Reserva=3,397mca)

5. Para uma instalação de bombeamento, determine a vazão máxima para evitar cavitação,

sabendo-se que o desnível e perda de carga de sucção valem respectivamente 4 e 3,4 metros.

Considere que a instalação encontra-se ao nível do mar e a temperatura ambiente é de 30°C, a

bomba é de modelo 40-160 – 1750rpm. Encontre também a vazão deixando uma reserva de 1

mca. (Q=32,5m³/h; Q=15m³/h)

6. Represente graficamente, utilizando as curvas de encanamento e da bomba, o que

acontece com a altura e vazão quando se associa bombas em série e em paralelo, faça o desenho

esquemático das associações.

7. Calcule a vazão e perda de carga corrigidas para determinação de bomba centrífuga para

um fluido de viscosidade de 220 cSt, sabendo que a vazão é de 800gpm e a altura de carda é de

80 ft. (Q’=851,06gpm; H’=86,95ft)

8. Calcule a vazão e perda de carga corrigidas para determinação de bomba centrífuga para

um fluido de viscosidade de 440 cSt, sabendo que a vazão é de 45,5m³/h e a altura de carga é

de 12,2 metros. (Q’=53,53 m³/h; H’=14,18m)

9. Calcule a vazão de uma bomba de deslocamento positivo de palhetas para os seguintes

dados: (4,34 L/s)

a. Diâmetro do rotor: 10cm;

b. Diâmetro do estator: 13cm;

c. Largura do rotor: 3cm;

d. Número de palhetas: 12 x 1cm;

e. Rotação do rotor: 1200rpm.

10. Calcule a vazão de uma bomba de deslocamento positivo de palhetas para os seguintes

dados: (7,71 L/s)

a. Excentricidade: 2cm;

b. Diâmetro do estator: 12cm;

c. Largura do rotor: 3cm;

d. Número de palhetas: 10 x 1cm;

e. Rotação do rotor: 1800rpm.

11. Calcule a vazão de uma bomba de deslocamento positivo de pistões rotativos para os

seguintes dados: (5,3 L/s)

a. Diâmetro da placa: 15 cm;

b. Diâmetro do pistão: 3 cm;

c. Ângulo de inclinação da placa: 30°;

d. Número de pistões: 6;

e. Rotação do rotor: 1000rpm.

12. Calcule a vazão de uma bomba de deslocamento positivo de pistões rotativos para os

seguintes dados: (4,68 L/s)

a. Diâmetro da placa: 16 cm;

b. Diâmetro do pistão: 3 cm;

c. Ângulo de inclinação da placa: 15°;

d. Número de pistões: 6;

e. Rotação do rotor: 1600rpm.

13. Calcule o aumento de vazão da bomba, da questão 12, caso seja realizado um ajuste na

angulação da placa para 30°. (4,365 L/s)

14. Para uma bomba de deslocamento positivo de engrenagens, calcule a vazão para os

seguintes dados: (6,53 m³/h)

a. Diâmetro menor da engrenagem: 6 cm;

b. Diâmetro maior da engrenagem:7,6 cm;

c. Comprimento dos dentes: 3cm;

d. Rendimento volumétrico: 0,9;

e. Rotação das engrenagens: 1200rpm.

Ainda para a mesma bomba, calcule a potência necessária para acionamento, para os seguintes

dados: (11,5 CV)

f. Pressão de trabalho: 40 kgf/cm²

g. Eficiência mecânica: 0,95;

h. Viscosidade: 30 °E;

i. Rotação: 1200 rpm;

j. Diâmetro primitivo das engrenagens: 6,5cm;

15. Para uma bomba de dois lóbulos, calcule sua vazão utilizando os dados abaixo:

(30,24m³/h)

a. Diâmetro do roto: 10 cm;

b. Comprimento dos dentes: 7 cm;

c. Rendimento volumétrico: 0,75;

d. Rotação das engrenagens: 1200rpm.

16. Para uma bomba de fuso com dois rotores, determine a vazão para os seguintes dados:

(0,456m³/h)

a. Diâmetro maior do fuso: 4 cm;

b. Diâmetro menor do fuso: 3,2 cm;

c. Passo dos filetes: 4 cm;

d. Eficiência volumétrica: 0,7;

e. Número de entradas do fuso: 2;

f. Rotação do rotor: 1200rpm.

17. Fale sobre a necessidade da válvula de alívio ligada as bombas hidráulicas, faça um

desenho esquemático do conjunto (bomba e válvula de alívio) e explique como o sistema

funciona.

18. Suponhamos que uma bomba seja colocada para operar com uma vazão de 2 m³/h,

altura de sucção de 5 m e perda por atrito na sucção de 3 mca. A altur a em relação ao nível do

mar onde a mesma será instalada é de aproximadamente 600 metros, e a temperatura da água

é de 50ºC. Verifique se a bomba irá cavitar, sabendo que abaixo é mostrado o gráfico de NPS H

requerido.

19. Resolva o exercício anterior considerando que houve uma alteração do esquema do

projeto para uma bomba afogada com altura de sucção de 1 m.

20. Classifique, de acordo com a velocidade específica ns, uma dada bomba com vazão de

50L/s e altura manométrica total de 15mca que opera com uma rotação de 1750rpm.

21. Um engenheiro deseja saber a potência e a vazão de uma bomba selecionada a partir

de uma velocidade específica de 150, sabe-se que esta bomba deve operar com uma altura

manométrica total de 15 mca e rotação de 1750rpm.

22. Fale sobre as bombas multiestágios apresentando vantagens e desvantagens, faça um

paralelo com instalações de bombas em série.

23. Explique o fenômeno da cavitação, seus malefícios e como evitar.

24. Selecione uma bomba para operação com um óleo de viscosidade 88cSt, para uma

vazão de 340m³/h e uma altura manométrica total de 40 mco. Sabe-se que a densidade

relativa deste óleo é de 0,78.

25. Para uma instalação de bombeamento onde são necessários 30m³/h de vazão projete

o sistema de bombeamento para duas configurações diferentes: (a) Uma bomba; (b) mais de

uma bomba em paralelo (c) fluido de trabalho com viscosidade de 330cSt operando com uma

bomba. Dados:

I. Altura de elevação de sucção: 6 metros;

II. Altura de elevação de recalque: 25 metros;

III. Comprimento virtual de sucção: 35 metros;

IV. Comprimento virtual de recalque: 67 metros.

26. Calcule a velocidade específica de uma bomba que opera com óleo de densidade 0,8

com uma potência de 7cv, carga de 24mco e rotação de 3600rpm. Calcule também a vazão de

operação desta bomba.

27. Uma bomba centrífuga é selecionada para operação com óleo SAE 30 a 20°C. Nestas

condições, foi encontrado um ponto de operação para a bomba 40-160 com as seguintes

coordenadas: H=15,6mca e 15m³/h. Determine o novo ponto de operação, caso a temperatura

do óleo mude para 100°C.

MATERIAL DE APOIO

Tabela de Perda de carga em metros a cada 100 metros de tubo.

Formulas: Bombas de Deslocamento Positivo:

Fuso:

Loulos:

Engrenagens:

Palhetas:

Pistão rotativo:

Fatores de correção de viscosidade:

NPSH e Cavitação: