1) As máquinas de fluidos, como estamos estudando neste módulo, foram fundamentais para a nossa evolução, seja auxiliando no transporte de fluidos ou então utilizando a energia do fluido para transformá-la em outra forma de energia, como é o caso na energia elétrica. O Brasil é um país que possui sua matriz energética amplamente renovável, sendo a energia hidráulica a principal fonte de energia que abastece o país, este tipo de energia é gerada através do aproveitamento da energia que um fluido possui. No caso de usinas hidroelétricas, uma grande quantidade de água, que escoa por um rio possuí uma elevada energia potencial e, ao sofrer uma queda, parte dessa essa energia potencial se transforma em energia cinética ao passar por uma turbina.
Na atividade de hoje você será o engenheiro responsável por analisar a melhor opção de empreendimento para uma área rural que possui um rio com vazão disponível para utilização de 5,5m³/s, este rio possui uma queda de água com 60m de altura. Visando a instalação de uma pequena usina para geração de energia elétrica, analise os seguintes cenários:
a) Utilizando um gerador elétrico de 12 polos, e a velocidade de rotação específica, quais seriam as opçõesde turbina para esta situação?
b) Considerando as eficiências hidráulicas, referente as perdas de carga, como sendo 95%, a eficiência daturbina 93% e a eficiência do gerador elétrico 97%, qual seria a potência elétrica produzida? (Considere a densidade da água=997kg/m³ e a gravidade=9,81m/s²).
2) Uma bomba é um equipamento com a função de transferir energia de uma determinada fonte para um líquido, permitindo que ele possa se deslocar de um ponto para outro, inclusive vencendo desníveis geométricos.
Bombas centrífugas são aquelas que desenvolvem a transformação de energia através do emprego de forças centrífugas. Elas possuem pás cilíndricas, com geratrizes paralelas ao eixo de rotação, sendo essas pás fixadas a um disco e a uma coroa circular, compondo o rotor da bomba.
Em relação a curva característica de uma bomba, podemos dizer que é a expressão cartesiana de suas características de funcionamento, expressas por vazão, em m³/h, na abscissa e na ordenada altura, em mca (metros de coluna d’água).
A cavitação, como também estudamos durante este módulo, é um fenômeno indesejado que pode ocorrer nas máquinas de fluxo. Para calcularmos este fenômeno, devemos levar em conta alguns parâmetros, como altura de sucção, perda de carga na sucção, pressão atmosférica e pressão de vapor do fluído. Calculando o NPSH(d) é possível analisarmos se uma bomba está ou não operando em uma condição de cavitação. Uma outra tarefa que você terá é selecionar uma bomba para suprir um sistema de bombeamento nesta propriedade:
No sistema a seguir, você será responsável por realizar a seleção de uma bomba para um sistema de bombeamento que deve elevar uma vazão de água de 4m³/h a uma altura de 15m. O diâmetro interno da tubulação é de 1” (25,4mm) e o comprimento total da tubulação é de 30m, sendo o comprimento total da tubulação de sucção de 4m, com uma altura de sucção de 1,7m. Na sucção temos uma válvula esfera e um cotovelo 90 ° com raio longo. No recalque temos 2 cotovelos 90° com raio longo. Considere que a água está
Se o NPSH requerido é de 5,9m, esta bomba estará operando em uma condição de cavitação? Utilize um fator de segurança de 15%, em relação ao NPSH requerido. (Considere a pressão atmosférica do local =95kPa e a densidade da água=997kg/m³).