aula mhpi_05.s1_exercício_cci_ccb_1 (1)
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Exerccio 01 Baseado no exerccio 3.7, com valores modificados Na instalao E, o tanque inferior est pressurizado. A bomba deve recalcar o fludo, descarregando-o no tanque superior, aberto presso atmosfrica, pela seo (6). A vlvula de reteno (VRE) do tipo levantamento (vertical) e a vlvula globo (VGL) reta sem guia. Colocando a bomba B, conforme grfico abaixo, tendo como caracterstica de seus bocais: desc. = 32mm e suc. 50mm, determinar: A a vazo que ser recalcada (l/s); B a potncia nominal do motor eltrico que dever acionar a bomba.
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Roteiro: (1) Determinar a CCI (2) Encontrar o ponto de funcionamento (3) Calcular a potncia da bomba
1 Determinar a equao CCI
Aplicando a equao da energia de (1) a (6) teremos:
6161 -+=+ HpHHH nB +++=+++ -216
26
61
21
1 .2.2Hp
Pg
vZH
Pg
vZ
nB gg
21
261
621
26
61
.2.2 --++-=++=+ Hp
gvP
ZHHpg
vZH
Pnn BB gg
mHH ESTEST 51010.8,0
13 34
=\-=
Como
42
22
2
2
.
.16..4
4.
DQ
vDQ
vD
AAQ
vpp
p====
gDQLf
gDQ
H TBn ....8
..8
5 522
42
2
pp++=
Agora vamos encontrar: D, LT, f. tubo = 1.1/2 SCH40, conforme TG2 (pg 171), teremos o interno de 40,8mm. Lembrando LT=Lr+LeqT, determinamos: Lr=3+15+10=28m Demonstramos abaixo todos os acidentes da instalao:
Acidente Tamanho Tabela Pg Leq (m) Qte LeqT (m) Cotovelo 1.1/2" 3 173 1,41 1 1,41 Vlvula globo (reta sem guia) 1.1/2" 5 177 17,07 1 17,07 Vlvula reteno (levantamento) 1.1/2" 5 177 13,72 1 13,72 Sada normal de tanque 1.1/2" 6 179 0,7 1 0,7 Expanso rpida 1.1/2"/50mm 6 179 0,3 1 0,3 Contrao rpida 1.1/2"/32mm 6 179 0,3 1 0,3 Total 33,5
LT=28,0+33,5=61,5m
Hest K.Q
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Entrada da bomba: vamos sair de um tubo 40,8mm para um bocal de 50mm. Desta forma devemos calcular d/D. Assim teremos 40,8/50=0,81 (mais prximo de , ou ) Na sada da bomba: vamos sair de um bocal 32mm para um tubo 40,8mm. Desta forma devemos calcular d/D. Assim teremos 32/40,8=0,78(mais prximo de , ou ) Encontrando f: Como a vazo no conhecida, como explicado na aula passada, vamos adotar um f e em seguida, verificaremos se o f adotado est prximo do f calculado.
Primeira tentativa, vamos por DH/K. K=1,5.10-4, DH=40,8.10-3, Logo:
27210.5,110.8,40
4
3
==-
-
KDH
Do diagrama de Moody-Rouse, teremos a interseco de DH/K com a reta de Rouse e encontraremos Re=3.105. Valor muito elevado para Re.
Segunda tentativa, vamos adotar Re=1.105. Ao termos a interseco de Re=1.105 com DH/K=272, teremos f=0,029.
2 - Determinar a equao CCI
Ajeitando a equao, teremos:
++++= -- 8,9.)10.8,40.(.5,61.029,0.8
8,9.)10.8,40.(.8
5.....8
...8
5 5322
432
2
52
2
42
2
ppppQQ
gDQLf
gDQ
H TBn22 .1304778.298495 QQH
nB++=
Anlise dimensional:
[ ][ ]m
sm
m
sm
gDQ
24
23
42
2
....8
p
Desta forma, como o grfico da bomba est em m/h, deveremos dividir o numerador da equao por 3600, porm ao quadrado, para convertermos em m/s, como necessita a equao.
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2
.103,053600
).298491304778(5 Q
QH
nB+
++=
Montar a tabela da CCI
CCI Q (m/h) 0 5 10 15 17,5 20 HB (m) 5,00 7,58 15,30 28,18 36,54 46,20
Aps plotar os dados da CCI sobre a CCB, a interseco das duas curvas determina o ponto de funcionamento da instalao. Coleta-se o par QxHB e rendimento, desta forma Q=16,8m/h, HB=32,3m e h=62%. Verificao do f Em funo dos dados do fludo, encontrar a viscosidade cinemtica n. Coleta-se do grfico TG08, a viscosidade de 1,2 cSt = 1,2.10-2 cm/s = 1,2.10-6 m/s.
( )smvv
DQ
v /56,310.8,40.
36008,16
.4
..4
232=\
==-pp
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121040Re10.2,1
10.8,4056,3.Re
6
3
=\
=-
-
uDV
Entrando no grfico de Moody com Re=1,2.105 e DH/K = 272, temos f ~ 0,029, portanto estimativa OK. 3 - Determinar a potncia
CVNHQ
N BB
BB 24,375.62,0
3,32.3600
8,16.1000..
=\=h
g
Lembrando que potncias de de 2 a 20CV incrementa-se 15%, ento teremos um motor com 3,72CV. Como este motor no existe tabelhado, vamos escolher o motor padro imediatamente superior: 4,0CV. Diagramas de referncia:
Viscosidade cinemtica - n
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Moody-Rouse
Abado de vlvulas
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Abado de conexes
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Abado de conexes