Em uma instalação de bombeamento de uma empresa, uma bomba c...

GABARITO CERTO

O termo "bomba afogada" caracteriza a situação onde a sucção da bomba está abaixo do nível do reservatório. Essa condição é aplicável quando há o fenômeno da cavitação, que ocasiona efeitos negativos nas instalações e na bomba em si. Para averiguar se essa situação ocorrerá, deve-se calcular o NPSH disponível e comparar com o NPSH requerido dado pelo fabricante do equipamento.

NPSHd = Patm -  hv - Ja

NPSHd = 9,523 (700mmHg em mca) - 1,2 - 7,15 = 1,173mca

Para que não haja cavitação, a seguinte regra deve ser cumprida:

NPSHd - NPSHr >= 1,5m

Com o valor dado no enunciado equivalente ao NPSHr (5,5mca), percebe-se que a equação não é cumprida, ou seja, haverá cavitação e é necessário aplicar a condição de afogamento à bomba.

Vamos lá! Como resolvi esta questão.

O meu NPSH disponível tem que ser maior ou igual ao NPSH requerido que é 5,5m

No ponto de sucção a pressão atmosférica é 700mmHg, que equivale a:

760mmHg _________ 10,33mca

700mmHg _________ p => p = 9,5mca

NPSHd = (p0 - pv)/gama +/- Hsuc - Hperda

Eu devo encontrar a altura mínima para atendender ao NPSH requerido, sendo assim:

5,5 = 9,5 - 7,15 + Hsuc - 1,2 => Hsuc = 4,25m

Como o valor para H foi positivo, chegamos a conclusão que a altura da água deve estar em um nível maior do que bomba. Para fazermos isso, neste caso, teremos que afogar a bomba.

MODO 1:

NPSHd = Hb - Ja -  hv - ha
NPSHd = 9,523 {700mmHg em mca} - 1,2 - 7,15 - ha

Condição da cavitação: NPSHd > NPSHr e NPSHr = 5,5
Então: NPSHd > 5,5
=> 9,523 - 1,2 - 7,15 - ha > 5,5
=> ha > -4,327 m

Altura estática de aspiração negativa: Bomba afogada!

MODO 2: (raciocínio)

A bomba precisa bombear 9mca. À pressão atmosférica dada, ela conseguiria bombear 9,5mca. Porém, devido à  perda de carga de 1,2mca e à pressão de vapor de 7,15mca, haveria um déficit de pressão de 7,85mca (9,5 - 9 - 1,2 -7,15 = - 7,85).

Portanto, a bomba deve trabalhar afogada!

NPSHd=Pabs-Hs-Pv-Ja

Pabs: Pressão Absoluta (Patm e nos casos de tanques pressurizados considerar tbm a pressão do tanque);

Hs: Altura de sucção (Caso o nível do tanque esteja abaixo da linha da bomba o sinal na fórmula fica negativo);

Pv: Pressão de vapor do líquido (varia em função da temperatura, aumenta com o aumento da temperatura);

Ja: Perda de carga (Ja=f.L.V²/D.2.g).

760mmHg----10mca

700mmHg----Pabs

Pabs=9,2mca

NPSHd=Pabs-Hs-Pv-Ja=9,2-9,5-7,15-1,2=-8,5m

NPSHd<NPSHr=5,5m

Para resolver essa questão, deve-se aplicar o conceito do NPSH. O NPSH é um valor líquido de energia que deve estar presente no flange de sucção da bomba, de modo a que não ocorra a cavitação. É calculado com base nos seguintes parâmetros:

1 - pressão atmosférica (Pv);

2 - pressão de vapor do líquido bombeado (Pvap)

3 - perdas na linha de sucção (J);

4 - posição do reservatório de sucção em relação à linha de centro da bomba (Hgeo)

Com base nos dados fornecidos, temos que:

Patm = 700mmHg ~= 9,52 mca;

Pvapor = 7,15 mca;

Hgeo = +- 9,5 m (negativo se o reservatório estiver abaixo da linha de centro da bomba e positivo no caso contrário);

perdas: 1,2 mca.

Logo, o NPSHdisp é:

NPSH disp = Patm- Pvapor-perdas-hgeo = -8,33 mca.

Visto que o NPSH disp < NPSHreq, haverá cavitação caso a bomba não seja posta afogada. Gabarito: Certo