MÁQUINAS HIDRÁULICAS Aula 1 – Introdução à maquinas de fluxo parte 2

Apresentação em tema: "MÁQUINAS HIDRÁULICAS Aula 1 – Introdução à maquinas de fluxo parte 2"— Transcrição da apresentação:

1 MÁQUINAS HIDRÁULICAS Aula 1 – Introdução à maquinas de fluxo parte 2
Prof.: Kaio dutra

2 Máquinas de Fluxo Uma máquina de fluxo é um dispositivo que realiza trabalho sobre um fluido ou extrai trabalho (potência) de um fluido. Este é um campo de estudo vasto, de forma que limitaremos nosso estudo aos escoamentos incompressíveis. Dentro dos escoamentos incompressíveis, vamos dar enfoque a máquinas comuns, tais como bombas e turbinas. Prof.: Kaio Dutra

3 Máquinas de Fluxo As máquinas de fluxo podem ser classificadas como:
Deslocamento positivo: transferência de energia ocorre por variação de volume; Dinâmicas (Turbomáquinas): Direciona o fluido utilizando lâminas ou pás fixas em um elemento rotativo. Prof.: Kaio Dutra

4 Máq. Para realizar trabalho sobre um fluido
As máquinas que adicionam energia a um fluido realizando trbalho sobre o fluido são denominadas: Bombas: para líquidos ou pastosos; Ventiladores, sopradores ou compressores: para gases ou vapor, dependendo do aumento de pressão; Ventiladores: baixo aumento de pressão; Sopradores: moderado aumento de pressão; Compressores: Elevado aumento de pressão; Prof.: Kaio Dutra

5 Máq. Para realizar trabalho sobre um fluido
Principais elementos: Rotor (impulsor); Carcaça (alojamento); Sucção (Admissão); Descarga (recalque); Prof.: Kaio Dutra

6 Máq. Para realizar trabalho sobre um fluido
Prof.: Kaio Dutra

7 Máq. Para extrair trabalho de um fluido
As máquinas que extraem trabalho de um fluido são chamadas turbinas. As turbinas podem ser basicamento divididas em: Turbinas hidráulicas; Turbinas à vapor; Turbinas à gas. Prof.: Kaio Dutra

8 Turbinas Hidráulicas Prof.: Kaio Dutra

9 Turbinas Hidráulicas Prof.: Kaio Dutra

10 Turbinas à Vapor Prof.: Kaio Dutra

11 Turbinas à Gás Prof.: Kaio Dutra

12 Equação de Euler para Turbomáquinas
Forças de superfície + Forças de campo + Torque = variação da quantidade de movimento no volume de controle + Quantidade de movimento na superfície de controle. Prof.: Kaio Dutra

13 Equação de Euler para Turbomáquinas
Para uma turbomáquina com entrada de trabalho, o toque requerido causa uma variação na quantidade de movimento angular do fluido; Para uma turbomáquina com saída de trabalho, o torque produzido deve-se a uma variação na quantidade de movimento angular do fluido. Prof.: Kaio Dutra

14 Equação de Euler para Turbomáquinas
Torque: Potência: Altura de carga: Prof.: Kaio Dutra

15 Diagrama de velocidade
As máquinas são pprojetadas de modo que, na condição de projeto, o fluido mova-se suavemente através das pás. Na situação idealizada para a velocidade de projeto, o escoamento relativo ao roto é suposto entrar e sair tangente ao perfil da pá. Prof.: Kaio Dutra

16 Diagrama de velocidade
A velocidade absoluta do absoluta do fluido é a soma vetorial da velocidade do rotor com a velocidade do escoamento relativo da pá. Prof.: Kaio Dutra

17 Equação de Euler para Turbomáquinas
Uma bomba centrífuga é utilizada para bombear 150 gpm de água. A água entra no rotor axialmente através de um orifício de 1,25 in de diâmetro. A velocidade de entrada é axial e uniforme. O diâmetro de saída do rotor é 4 in. O escoamento sai do rotor a 10ft/s em relação às pás, que são radiais na saída. A velocidade do rotor é 3450rpm. Determine a largura de saída do rotor, b2, o torque de entrada, a potência requerida prevista pela equação de Euler. Prof.: Kaio Dutra

18 Diagrama de velocidade
Um ventilador de fluxo axial opera a 1200 rpm. O diâmetro da ponta da pá é 1,1m e o diâmetro eixo é 0,8m. Os ângulos de entrada e saída das pás são 30° e 60°, respectivamente. Pás-guia de entrada dão um ângulo de 30° ao escoamento absoluto entrando no primeiro estágio. O fluido é ar na condição padrão e o escoamento pode ser considerado incompressível. Não há variação na componente axial da velocidade através do eixo. Admita que o escoamento relativo entra e sai do rotor nos ângulos geométricos da pá e use as propriedades do raio médio da pá para os calculos. Para estas condições idealizadas, desenhe o diagrama de velocidade de entrada, determine a vazão em volume do ventilador, desenhe o diagrama de velocidade de saída e calcule a potência e o torque mínimo neccessários para acionar o ventilador. Diagrama de velocidade de entrada e saída Vazão em volume Torque no rotor Potência requerida Prof.: Kaio Dutra

19 Proposta de Trabalho Uma bomba centrífuga, girando a 3500 rpm, bombeia água a uma taxa de 0,01 m³/s. A água entra axialmente, e deixa o rotor a 5m/s relativo às pás, que são radiais na saída. Se a bomba requer 5KW e tem eficiência de 0,67%, estime as dimensões básicas (diâmetro e largura de saída do rotor). Estime a altura de carga e a potência de entrada ideais se o ângulo de saída da pá estiver na faixa de 10° a 180°, plote um gráfico para representar seus resultados. Prof.: Kaio Dutra