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UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ CENTRO DE TECNOLOGIA DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA QUÍMICA Disciplina: Operações Unitárias I 2010.2 2ª CHAMADA Avaliação Parcial 1 Bombas e Compressores Profs. Diana Cristina Silva de Azevedo e Rodrigo Silveira Vieira 08/02/10 Nome: Mat: 1. (2,5 pontos) Ar deverá ser transportado por um compressor a uma vazão de 9800 ft3/min, a temperatura e pressão de entrada do ar de 570R e 15,2 psia, respectivamente, e pressão de saída de 24,3 psia. Considerando o ar como um gás ideal e as informações apresentadas, selecione o tipo de compressor, determinando Ns e Ds. Dados: D = 60 in 1 lbf = 32,2 lbm.ft/s2 N = 3600 rpm 1 in = 12 ft Mar = 28,59 lbm/lbmol R = 1545 lbf.ft3/(ft2 . lbmol . R) = 1,395 Figura 21.38 (Foust): Faixas operacionais de diversos tipos de bombas e compressores de um só estágio. (Ds x Ns) 2. (2,0 pontos) Uma bomba é usada para transportar água de um tanque para outro, conforme esquema a seguir, a uma vazão de 5600 cm3/s. Sendo o tubo de aço carbono 1 1pp M RT H 1 aba c 4/3c s H QN N Q H D D 4/1 c s e Hc Hc/gc , [L] comercial com diâmetro interno de 10 cm, qual a potência útil necessária da bomba para efetuar o transporte. Despreze as perdas decorrentes dos acidentes. Sabe-se: Fluido: = 1 g/cm3 = 1,0 cp 3. (1,0 ponto) O engenheiro da fábrica solicita ao estagiário que a partir de uma análise crítica dos resultados, apresentados abaixo e que foram obtidos com duas bombas, seja indicada qual a melhor bomba a ser utilizada na unidade de transporte de fluido industrial. Supondo que você é esse estagiário atenda a solicitação do engenheiro, fundamentando sua análise e escolha. Sendo: S – curva característica do sistema B1 - curva característica da Bomba 1 B2 - curva característica da Bomba 2 - ponto de operação 4. (1,5 pontos) A Um sistema de bombeio de fluido usando uma bomba centrífuga apresenta a seguinte relação entre o NPSH disponível pelo sistema na sucção e o requerido pela bomba: 2,5 1 2 2,5 91 1,5 Cotas em metros B1 B2 S H B Q A esse respeito, considere as afirmativas a seguir. I - O ponto P2 corresponde ao ponto de operação do sistema de bombeio. II - A operação na faixa de vazão correspondente à região 2 indica risco de cavitação. III - A faixa de vazão para operação eficiente do sistema de bombeio corresponde à região 1. IV - A faixa de vazão para operação eficiente do sistema de bombeio corresponde à região 3. Estão corretas APENAS as afirmativas (A) II e III (B) I e IV (C) I e II (D) II e IV (E) III e IV 5. (1,5 pontos) D A curva característica de net positive suction head (NPSH) requerido de certa bomba pode ser determinada a partir da equação NPSHr = 0,3 Q + 1,8 O NPSH do sistema onde a bomba for instalada pode ser calculado, aproximadamente, pela equação NPSHd= - 0,007 Q2 + 9,0. Com base nessas informações e no texto precedente, é correto concluir que o valor máximo de vazão que o sistema pode veicular, sem que haja cavitação, é (A) 11 L/s. (B) 13 L/s. (C) 15 L/s. (D) 17 L/s. (E) 19 L/s. 6. (1,5 pontos) C As curvas características de determinada bomba centrífuga podem ser aproximadas pelas seguintes equações: H = - 0,01 Q2+ 30; = - 0,15 Q2+ 6 Q, em que H é a altura manométrica, dada em metros (m), Q é a vazão em litros por segundo (L/s), e é o rendimento do conjunto motorbomba. Além disso, esta bomba está instalada em um sistema de tubulações de sucção e recalque, cuja curva característica pode ser aproximada pela equação E = 0,05 Q2+ 20. __________ Com base nas informações do texto, é correto concluir que o ponto de funcionamento do sistema descrito será dado por (A) Q = 4,7 L/s; η = 21,1%; H = 29,8 m. (B) Q = 9,4 L/s; η = 24,4%; H = 29,1 m. (C) Q = 12,9 L/s; η = 52,4%; H = 28,3 m. (D) Q = 20,5 L/s; η = 41,0%; H = 25,8 m. (E) Q = 34,3 L/s; η = 78,8 %; H = 18,2 m.
