Um dos problemas que podem causar redução drástica de efici...

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Q1090306 Engenharia Química e Química Industrial
Um dos problemas que podem causar redução drástica de eficiência em bombas centrífugas é o fenômeno de cavitação. Além de causar redução de eficiência, a cavitação provoca desgaste na superfície da bomba devido à erosão. Para evitar essa cavitação, os parâmetros — o NPSH disponível (NPSHA) e o NPSH requerido (NPSHR) — devem ser comparados, visando a determinar as condições em que a cavitação não ocorreria. Um engenheiro determinou que a vazão de operação da bomba em um dado sistema é 0,0123 m3/s, com diâmetro de 0,125 m. O tanque jusante da bomba está à mesma altura da bomba, e a pressão de sucção no tanque é de 34kPa.
Desconsiderando-se as perdas de carga maiores e menores, NPSHA, em metros, e a vazão volumétrica de operação para uma operação segura de cavitação são assim determinados:
Dado altura de sucção positiva líquida requerida: 4 metros Pressão de vapor do líquido: 4,25 kPa Massa específica: 1000 kg/m3
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Questão resolvida com a ajuda da Barbara Soriano!

NPSHd = (P-Pv)/rô*g + H - hl

NPSHd = (34-4,25)*10³ / 10^4

H = 0 porque: O tanque jusante da bomba está à mesma altura da bomba

hl = 0 porque: Desconsiderando-se as perdas de carga maiores e menores

NPSHd = 2,975 m = 3 m

NPSHd < NPSHr, ou seja,a vazão não é adequada.

LETRA A

Faço apenas uma correção na resolução do Luis Fernando, pois a fórmula que ele usou faz referência a Pressão na superfície do tanque de sução e não na entrada da bombas.

A fórmula correta é a definição de NPSHd = (Psuc - Pv)/rho*g - vˆ2/2g

(https://en.wikipedia.org/wiki/Net_positive_suction_head)

Onde Psuc é a pressão na sucção da bomba e v e a velocidade nesse mesmo ponto.

O cálculo não muda muito, mas dá um resultado mais próximo de 3m e a conclusão é a mesma.

Esse tanque não está a montante da Bomba ao invés de jusante?

Não entendi o gabarito. É dito na questão que o NPSHr = 4, logo para uma operação segura da cavitação o NPSHd >= 4, então só teríamos como gabarito as letras ''b'' e ''e''. Aplicando a equação de Bernoulli, obtemos um valor para NPSHd < 4, indicando que a vazão utilizada não é adequada. Portanto, na minha visão, o gabarito deveria ser letra B.

Q = V * A

0,0123 = V * 0,125² * pi / 4

V ~ 1 m/s

Pres,suc = 3,40 m

NPSHd = (Pres,suc - Pvap)/γ - Hperdas + v²/2g

NPSHd = 3,40 - 0,425 - 0 + 0,05 = 3,025 m

NPSHd < NPSHr (cavitação)

R: A vazão não é adequada, pois para essa vazão o NPSHr é maior do que o NPSHd. Seria necessário diminuir a vazão até que fosse atingida a região do gráfico onde NPSHd > NPSHr.

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