8
LISTA DE EXERCÍCIOS 2 Máquinas Hidráulicas 1. Selecione um modelo de uma bomba injetora para aplicação em um poço com os seguintes parâmetros: (2.0 JKC 16; Hr=3,375mca) 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. (5,37mca) 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 – 1700rpm 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 – 1700rpm. Encontrei 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 associa-se 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;

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LISTA DE EXERCÍCIOS 2

Máquinas Hidráulicas

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

seguintes parâmetros: (2.0 JKC 16; Hr=3,375mca)

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. (5,37mca)

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 – 1700rpm 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 – 1700rpm. Encontrei 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 associa-se 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;

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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. Diâmetro primitivo das engrenagens

d. Comprimento dos dentes: 3cm;

e. Rendimento volumétrico: 0,9;

f. Rotação das engrenagens: 1200rpm.

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

dados: (11,5 CV)

g. Pressão de trabalho: 40 kgf/cm²

h. Eficiência mecânica: 0,95;

i. Viscosidade: 30 °E;

j. Rotação: 1200 rpm;

k. 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;

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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. Trace um gráfico P-V ilustrando o ciclo de compressão em um compressor alternativo,

informar cada processo no gráfico.

19. Calcule o trabalho de compressão para um compressor alternativo trabalhando com

uma razão de compressão de 5 e DLP de 4m³, considere um processo com índice de compressão

n=1,3. (789,94 KNm)

20. Calcule a potência de necessária para realizar a compressão em um compressor

alternativo admitindo gás já pressurizado a uma pressão de 2atm e DLP de 3m³/s, a razão de

compressão é de 2,5, considere um processo com índice de compressão n=1,2. (601,84KNm)

21. Um compressor alternativo deve realizar uma razão de compressão de 10, calcule o

trabalho de compressão necessários para uma DLP de 3m³ e dois estágios de compressão,

considere um processo com índice de compressão n=1,3. (839,715 KNm)

22. Determine a DLE, sabendo que o compressor opera com uma DLP de 3m³/s admitindo

ar a pressão atmosférica e descarregando a 5 atm.

23. Fale sobre os principais tipos de turbinas hidráulicas, faça um desenho esquemático para

caracterizar suas diferenças construtivas.

24. Utilizando uma tabela de referência para escolha de turbinas hidráulicas pela rotação

específica do equipamento, indique um modelo para operação nos seguintes parâmetros:

(77,46, Francis Lenta)

a. Altura de carga: 100 metros;

b. Geração de potência: 15000 CV;

c. Rotação: 200 rpm.

25. Determine a potência gerada por uma turbina hidráulica operando a uma rotação de

200 rpm, rotação específica de 60 e altura de carga de 100 metros. (9000CV)

26. Desenho o ciclo Rankine com os principais equipamentos necessários, explique como o

ciclo funciona.

27. Explique o princípio de funcionamento das turbinas a vapor tipos Curtis, desenhe um

gráfico de pressão e velocidade para ilustrar o que ocorre em cada estágio.

28. Explique o princípio de funcionamento das turbinas a vapor tipos Rateau, desenhe um

gráfico de pressão e velocidade para ilustrar o que ocorre em cada estágio.

29. Explique o princípio de funcionamento das turbinas a vapor tipos Curtis - Parsons,

desenhe um gráfico de pressão e velocidade para ilustrar o que ocorre em cada estágio.

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MATERIAL DE APOIO

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

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Formulas:

Velocidade Específica para turbinas hidráulicas:

Compressores:

Bombas de Deslocamento Positivo:

Fuso:

Loulos:

Engrenagens:

Palhetas:

Pistão rotativo:

Fatores de correção de viscosidade:

NPSH e Cavitação: