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Aula 12 Curvas características de bombas de deslocamento positivo Exercícios TA 631 – OPERAÇÕES UNITÁRIAS I (Transferência de quantidade de movimento)

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1 Aula 12 Curvas características de bombas de deslocamento positivo Exercícios TA 631 – OPERAÇÕES UNITÁRIAS I (Transferência de quantidade de movimento)

2 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 (= 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 345rpm Curva feita para água a 38  C

3 Fatores de correção da potência e velocidade do motor de bombas de deslocamento positivo para fluidos viscosos: 1,4 30% 5000 cS = SSU

4 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 H proj. = 56,3 m Vazão proj. = 15,9 m3/h Potência do motor = 5 HP * 1,4 = 7 HP Rotação da bomba = 345 rpm * 0,30 = 104 rpm

5 2. Exemplo: modelos de bomba sanitária de lóbulos da Alfa Laval Exemplo: 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 = Pa = 81,6 mca)

6 Curva característica de bomba de lóbulos da Alfa Laval (SRU2/013) 1º. 2º. 3º. 4º. 5º. 6º.

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

8 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 H proj. = 81,6 m Vazão proj. = 3,6 m3/h

9 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 = 0,42 Vazão = 10 m 3 /h  = 1100 kg/m 3 Pvapor fluído = 3, 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 em A e B. Pvácuo de 40 mmHg Válvulas de gaveta

10 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 112  C, e o fluído chega ao evaporador a 100  C. 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 108  C na parede da tubulação do primeiro trecho até a bomba, e 104  C no restante do circuito até o evaporador. Dados do fluído: k = 1, e (2650/T) [T está em K]  = k  0,7  = 1,25 g/cm 3

11 5. Exercício: Caso de estudo sobre irrigação Fonte: Apostila de OPI, Ortega & Florência, “Caso III.C – Transporte” Obs: desenho fora de escala

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