Aula 12Curvas características de bombas de deslocamento positivoExercícios

TA 631 – OPERAÇÕES UNITÁRIAS I (Transferência de quantidade de movimento)

1. Exemplo de uma curva característica de bomba de deslocamento positivo:

Exemplo: selecionar a potência do motor e a rotação para uma bomba de deslocamento positivo a ser utilizada em um sistema que possui altura de projeto de 80 psi (=551580 Pa ou 56,30 mca) e 70 galões/minuto (=15,9 m3/h) de vazão de projeto. A viscosidade do fluido é de 5000 cS.

5HP

345rpmCurva feita para água a 38C

]/[ horalibasm

]min/[ utogalõesQ

Fatores de correção da potência e velocidade do motor de bombas de deslocamento positivo para fluidos viscosos:

1,430%5000 cS = 23500 SSU

Tabela de conversão de centi-Stokes para Saybolt Seconds Universal:

Corrigindo a velocidade de rotação e potência do motor, tem-se as seguintes necessidades para uma bomba de deslocamento positivo:

Fluido com 5000 cS

Hproj. = 56,3 m

Vazãoproj. = 15,9 m3/h

Potência do motor = 5 HP * 1,4 = 7 HP

Rotação da bomba = 345 rpm * 0,30 = 104 rpm

2. Exemplo: modelos de bomba sanitária de lóbulos da Alfa LavalExemplo: selecionar uma bomba de lóbulos sanitária para deslocar óleo vegetal (100cS) a 3,6 m3/h (15,8 galões/minuto) e a 8 bar (116 psig = 80.000 Pa = 81,6 mca)

Curva característica de bomba de lóbulos da Alfa Laval (SRU2/013)

1º.

2º.

3º.

4º.

5º.

6º.

NPSH requerido pela bomba de lóbulos da Alfa Laval (SRU2/013)

Os seguintes valores finais são obtidos:

Rotação da bomba = 600 rpm

Potência necessária = (1,0 * 600 / 10000) + 1,3 = 1,36 kW = 1,82 HP (usar 2HP)

NPSH requerido = 4,4 m

Fator multiplicativo (após etapa 6)

rpm da curva (após etapa 3)

Potência hidráulica a 1cS da curva (após etapa 5)

Fluido com 100cS

Hproj. = 81,6 m

Vazãoproj. = 3,6 m3/h

3. Exercício:Em uma fábrica de sucos concentrados, ele é bombeado do depósito A até o tanque de processamento B, como mostrado na Figura 5. O suco possui as seguintes características reológicas:

n = 0,42Vazão = 10 m3/h= 1100 kg/m3 Pvapor fluído = 3,2.103 Pa

Com essas informações, determine:(a) O trabalho útil por unidade de massa ( );(b) Consultando-se o livro “Manual do Engenheiro Químico” (Perry), encontra-se a recomendação de usar valores de NPSH de 3m para bombas centrífugas e de 6m para bombas de deslocamento positivo, no caso de não ter dados de catálogo. Verifique se a bomba cavitaria?(c) Selecione uma bomba.

Desconsidere os efeitos de borda emA e B.

Pvácuo de 40 mmHg

Válvulas de gaveta

^

W

4. Exercício:O processamento de extrato de tomate é feito basicamente a altas temperaturas. Na figura abaixo, tem-se um dos trechos críticos do processamento, que é a etapa prévia à concentração do produto. A inativação da enzima é feita a 112C, e o fluído chega ao evaporador a 100C. De acordo com os dados abaixo pede-se:

(a) A altura de projeto para o sistema abaixo;(b) Selecionar uma bomba adequada através dos catálogos;(c) Qual o gasto mensal desta instalação sabendo que o preço o kWh é de R$0,35 e que ela estará funcionando 5h/dia. Considere a eficiência da bomba como de 60%.

Dados do processo:Vazão mássica = 5000 kg/h; Pressão absoluta no tanque de aquecimento = 4 atm; Pressão absoluta no evaporador = 1,5 atm; A perda de carga no Finisher é de 2 atm; As válvulas antes e depois da bomba são de retenção de esfera. A válvula depois do Finisher é uma válvula de diafragma que está meio aberta. Considere a temperatura de 108C na parede da tubulação do primeiro trecho até a bomba, e 104C no restante do circuito até o evaporador.Dados do fluído:k = 1,88.10-4.e(2650/T) [T está em K] = k 0,7

= 1,25 g/cm3

5. Exercício: Caso de estudo sobre irrigaçãoFonte: Apostila de OPI, Ortega & Florência, “Caso III.C – Transporte”

1 m

3 m

19 m

Válvula de retenção de portinhola

Mangote4"

6 me = 0,00026

Redução 4- 2

Ampliação 4- 3

Tubo PVC 3" com 400 me = 0,0001

Válvula de retenção de esfera

Válvula de gaveta

Válvula de proteção contra golpe de Ariete

Obs: desenho fora de escala

1 m

3 m

19 m

Válvula de retenção de portinhola

Mangote4"

6 me = 0,00026

Redução 4- 2

Ampliação 4- 3

Tubo PVC 3" com 400 me = 0,0001

Válvula de retenção de esfera

Válvula de gaveta

Válvula de proteção contra golpe de Ariete

Obs: desenho fora de escala

Curva raio longo

Tubo PVC 2" com 108 me = 0,00026

Válvula de gaveta

Joelho 90“T” com ramal de 3"e derivação de 2"

108 m

Válvula de gaveta