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GABARITO CERTO
O termo "bomba afogada" caracteriza a situação onde a sucção da bomba está abaixo do nível do reservatório. Essa condição é aplicável quando há o fenômeno da cavitação, que ocasiona efeitos negativos nas instalações e na bomba em si. Para averiguar se essa situação ocorrerá, deve-se calcular o NPSH disponível e comparar com o NPSH requerido dado pelo fabricante do equipamento.
NPSHd = Patm - hv - Ja
NPSHd = 9,523 (700mmHg em mca) - 1,2 - 7,15 = 1,173mca
Para que não haja cavitação, a seguinte regra deve ser cumprida:
NPSHd - NPSHr >= 1,5m
Com o valor dado no enunciado equivalente ao NPSHr (5,5mca), percebe-se que a equação não é cumprida, ou seja, haverá cavitação e é necessário aplicar a condição de afogamento à bomba.
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Vamos lá! Como resolvi esta questão.
O meu NPSH disponível tem que ser maior ou igual ao NPSH requerido que é 5,5m
No ponto de sucção a pressão atmosférica é 700mmHg, que equivale a:
760mmHg _________ 10,33mca
700mmHg _________ p => p = 9,5mca
NPSHd = (p0 - pv)/gama +/- Hsuc - Hperda
Eu devo encontrar a altura mínima para atendender ao NPSH requerido, sendo assim:
5,5 = 9,5 - 7,15 + Hsuc - 1,2 => Hsuc = 4,25m
Como o valor para H foi positivo, chegamos a conclusão que a altura da água deve estar em um nível maior do que bomba. Para fazermos isso, neste caso, teremos que afogar a bomba.
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MODO 1:
NPSHd = Hb - Ja - hv - ha
NPSHd = 9,523 {700mmHg em mca} - 1,2 - 7,15 - ha
Condição da cavitação: NPSHd > NPSHr e NPSHr = 5,5
Então: NPSHd > 5,5
=> 9,523 - 1,2 - 7,15 - ha > 5,5
=> ha > -4,327 m
Altura estática de aspiração negativa: Bomba afogada!
MODO 2: (raciocínio)
A bomba precisa bombear 9mca. À pressão atmosférica dada, ela conseguiria bombear 9,5mca. Porém, devido à perda de carga de 1,2mca e à pressão de vapor de 7,15mca, haveria um déficit de pressão de 7,85mca (9,5 - 9 - 1,2 -7,15 = - 7,85).
Portanto, a bomba deve trabalhar afogada!
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NPSHd=Pabs-Hs-Pv-Ja
Pabs: Pressão Absoluta (Patm e nos casos de tanques pressurizados considerar tbm a pressão do tanque);
Hs: Altura de sucção (Caso o nível do tanque esteja abaixo da linha da bomba o sinal na fórmula fica negativo);
Pv: Pressão de vapor do líquido (varia em função da temperatura, aumenta com o aumento da temperatura);
Ja: Perda de carga (Ja=f.L.V²/D.2.g).
760mmHg----10mca
700mmHg----Pabs
Pabs=9,2mca
NPSHd=Pabs-Hs-Pv-Ja=9,2-9,5-7,15-1,2=-8,5m
NPSHd<NPSHr=5,5m
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Para resolver essa questão, deve-se aplicar o conceito do NPSH. O NPSH é um valor líquido de energia que deve estar presente no flange de sucção da bomba, de modo a que não ocorra a cavitação. É calculado com base nos seguintes parâmetros:
1 - pressão atmosférica (Pv);
2 - pressão de vapor do líquido bombeado (Pvap)
3 - perdas na linha de sucção (J);
4 - posição do reservatório de sucção em relação à linha de centro da bomba (Hgeo)
Com base nos dados fornecidos, temos que:
Patm = 700mmHg ~= 9,52 mca;
Pvapor = 7,15 mca;
Hgeo = +- 9,5 m (negativo se o reservatório estiver abaixo da linha de centro da bomba e positivo no caso contrário);
perdas: 1,2 mca.
Logo, o NPSHdisp é:
NPSH disp = Patm- Pvapor-perdas-hgeo = -8,33 mca.
Visto que o NPSH disp < NPSHreq, haverá cavitação caso a bomba não seja posta afogada. Gabarito: Certo