MÁQUINAS DE FLUXO
PROF.: KAIO DUTRA
CAVITAÇÃO E NPSH
Cavitação◦A cavitação é umfenômeno causado pelaqueda de pressão naentrada da bomba,quando esta queda égrande o suficiente paraque pressão absolutatorne-se menor que apressão de vapor daágua.
Prof.: Kaio Dutra
Cavitação◦A cavitação é umfenômeno causado pelaqueda de pressão naentrada da bomba,quando esta queda égrande o suficiente paraque pressão absolutatorne-se menor que apressão de vapor daágua.
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Cavitação
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Cavitação◦Quando isto acontece,cavidades ou bolhas de arformam-se no escoamento.
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Cavitação◦Quando as cavidades vaporizadasencontram-se com o rotor, as reduçõese redirecionamentos de velocidadesprovocam um aumento na pressãoabsoluta e uma liquefação destascavidades vaporizadas, isto ocorreinstantaneamente de maneira violenta,gerando pequenas implosões no rotorda bomba.
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Cavitação◦Além de provocar corrosão,desgastando, removendo partículase destruindo pedaços dos rotores edos tubos de aspiração junto àentrada da bomba, a cavitaçãotambém produz:◦ Queda de rendimento;
◦ Trepidação e vibração da bomba e tubulações;
◦ Ruídos causados pelas implosões.
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NPSH◦O NPSH (Net Positive Suction Head) refere-se a quantidade deenergia disponível com que o líquido penetra na boca deentrada da bomba.
◦O NPSH pode é um parâmetro utilizado para verificar ascondições de operação da bomba com a finalidade de evitar acavitação. Para isto são definidor dois parâmetros de NPSH:disponível e requerido.
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NPSH◦NPSH disponível: trata-se da energia em pressão disponívelmáxima até o fluido atingir sua pressão de vapor, é dado por:◦𝑁𝑃𝑆𝐻𝑑𝑖𝑠𝑝 = 𝑃𝑎𝑡𝑚 − 𝑃𝑣 − ℎ𝑎 − 𝐽𝑎◦Onde:
◦𝑃𝑎𝑡𝑚 = Pressão atmosférica local;
◦𝑃𝑣 = Pressão de vapor do fluido para uma dada temperatura;
◦ℎ𝑎 = Altura de elevação da sucção;
◦ 𝐽𝑎 = Perda de carga na sucção.
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NPSH◦NPSH disponível: trata-se da energia em pressão disponívelmáxima até o fluido atingir sua pressão de vapor, é dado por:◦𝑁𝑃𝑆𝐻𝑑𝑖𝑠𝑝 = 𝑃𝑎𝑡𝑚 − 𝑃𝑣 − ℎ𝑎 − 𝐽𝑎
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NPSH◦NPSH requerido: trata-se que será consumida na bomba paraimpulsionamento e redirecionamento do fluido, esteparâmetro é fornecido pelos fabricantes através de curvas outabelas:
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NPSH◦Para que não ocorra cavitação aseguinte condição deverá seratendida:◦𝑁𝑃𝑆𝐻𝑑𝑖𝑠𝑝 > 𝑁𝑃𝑆𝐻𝑅𝑒𝑞
◦É possível transforar adesigualdade acima em umigualdade incluindo do fator,segue abaixo:◦𝑁𝑃𝑆𝐻𝑑𝑖𝑠𝑝 = 𝑁𝑃𝑆𝐻𝑅𝑒𝑞 + 𝑅𝑒𝑠𝑒𝑟𝑣𝑎
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NPSHExemplo
◦ Para uma instalação de bombeamento,verifique a possibilidade de cavitação,sabendo-se que o desnível e perda decarga de sucção valem respectivamente 3 e1 mca. Considere que a instalaçãoencontra-se 300 metros do nível do mar ea temperatura ambiente seja de 25°C, abomba de modelo 40-160 – 1750rpmopera com uma vazão de 15m³/h. Caso nãoocorra cavitação, informe o valor dareserva.
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Bomba CentrífugaProjeto com outros fluidos
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◦Na grande maioria da aplicações, as bombas centrífugas sãoprojetadas para operar com água.
◦Quando existe a necessidade de operação com outros fluidosé necessário fazer uma correção nos parâmetros dedesempenho da bomba, para isto os seguintes fatores sãoutilizados:◦ Ce – Correção para a eficiência;
◦ Cq – Correção para a vazão;
◦ Ch – Correção para a altura de carga;
Bomba CentrífugaProjeto com outros fluidos
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◦As correções são aplicadas nosparâmetros, previamentedeterminados (n, Q e H), daseguinte forma:◦ n'=n/Ce;
◦ Q’=Q/Cq;
◦ H’=H/Ch
◦Os fatores de correção podemser encontrados em tabelas decorreção, que podem serfornecidas pelos fabricantes.
Bomba CentrífugaProjeto com outros fluidos
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Bomba CentrífugaProjeto com outros fluidos
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◦ Calcule os parâmetros deoperação corrigidos paraselecionar uma bombacentrífuga para operação comum fluido de viscosidade 220Cst.Parâmetros:◦ H=80 ft;
◦ Q=800gpm;
Bomba CentrífugaProjeto com outros fluidos
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◦ Parâmetros:◦ viscosidade =220Cst;
◦ H=80 ft;
◦ Q=800gpm;
◦ Fatores de correção:◦ Ce=0,62;
◦ Cq=0,94;
◦ Ch=0,92.
◦ Fatores corrigidos:◦ Q’=Q/Cq
◦ H’=H/Ch
Bomba CentrífugaProjeto com outros fluidos
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◦ Gráfico de variação da viscosidade dea temperatura;
◦ 1Cst = 10−6𝑚2/𝑠
Projeto com outros fluidosExemplo
◦Para uma instalação de bombeamento onde são necessários45m³/h de vazão projete o sistema de bombeamento paraduas configurações diferentes: (a) Uma bomba; (b) mais deuma bomba em paralelo (c) fluido de trabalho comviscosidade de 220Cst operando com uma bomba. Dados:◦Altura de elevação de sucção: 5 metros;
◦Altura de elevação de recalque: 23 metros;
◦ Comprimento virtual de sucção: 35 metros;
◦ Comprimento virtual de recalque: 60 metros.
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TRABALHO PROPOSTO◦Dado que a equação hipotética de uma bomba centrífuga"A" é H = 70,00 - 0,00625Q2 desenhar as curvas (a)característica da bomba A, (b) de duas bombas A em série e(c) de duas bombas A em paralelo, (d) incluir todas em umgráfico.
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