Turbomáquinas Hidráulicas. Bombas
NOTA: Na resolução dos exercícios seguintes despreze as perdas de carga localizadas não indicadas.
Exercício 1
Considere a instalação hidráulica da figura 1, com condutas (adutora e conduit de aspiração ) ambas em ferro fundido novo. As características de funcionamento da bomba adoptada constam no ANEXO I (LAB = 100 m; LBC = 1000 m; D = 200 mm).
Pretende-se elevar diáriamente um volume de 800 m3.
1.1. Determine o caudal bombado, o número de horas de bombagem e a energia consumida diariamente.
1.2. Verifique o comportamento da bomba quanto ao fenómeno da cavitação.
Exercício 2
Pretende-se elevar diariamente um volume de 450 m3 de água, na instalação hidráulica da figura 2. As características de funcionamento da bomba adoptada constam do ANEXO II (LAB = 20 m; LBC = 380 m; D = 150 mm - Material: Ferro Fundido Novo).
2.1. Escolha o diâmetro da roda, de modo a obter o máximo rendimento. Determine o caudal bombado, o período de adução e a energia consumida diàriamente, resultantes da opção tomada.
2.2. Verifique o comportamento da bomba quanto ao fenómeno da cavitação.
2.3. Conservando a bomba e pretendendo bombar um caudal próximo dos 9 l/s, determine a energia consumida diàriamente, admitindo que:
a) A bomba conserva a mesma roda.
b) A roda da bomba é substituída por outra mais conveniente.
Exercício 3
Considere o circuito hidráulico representado na figura 3, relativo a uma estação elevatória de águas residuais (LAB = 20 m; LBC = 150 m; D = 200 mm; c=1000m/s; Pserv. = 90 m.c.a.; - Material: Ferro Fundido Novo)
3.1. Para um tempo de anulação do caudal de 1.7 segundos, determine o caudal máximo a bombar de modo que não ocorram problemas relativos ao choque hidráulico.
3.2. De acordo com as características de funcionamento das electrobombas disponíveis ( ANEXO III ), seleccione a mais adequada e defina o seu ponto de funcionamento.
Exercício 4
Considere o circuito hidráulico representado na figura 4. Para um volume diário de adução de 800 m3 , e sendo as condutas em ferro fundido novo, determine o número de bombas iguais a instalar ( do tipo representado no ANEXO I ) e a respectiva associação, por forma a minimizar a energia consumida diàriamente em boas condições de funcionamento (LAB = 50 m; LBC = 950 m; D = 150 mm).
Exercício 5
Considere o sistema de aduçaõ de água representado na figura 5, bem como os dados nela indicados. O volume diário de adução é de 500 m3 e o material das condutas é ferro fundido novo.
Determine o número de bombas iguais a instalar (do tipo representado no ANEXO IV) e a respectiva associação, por forma a minimizar a energia consumida diàriamente em boas condições de funcionamento. Calcule o tempo de adução e a energia consumida diàriamente resultante da opção tomada (LAB = 30 m; LBC = 870 m; D = 125 mm)
Exercício 6
Considere o sistema de aduçaõ de água representado na figura 6, bem como os dados nela indicados. O volume diário de adução é de 1500 m3 e o material das condutas é ferro fundido novo na conduta de aspiração, e fibrocimento na conduta adutora.
Determine o número de bombas iguais a instalar ( do tipo representado no ANEXO I ) e a respectiva associação, por forma a minimizar a energia consumida diàriamente em boas condições de funcionamento e para um tempo de adução entre 6 a 10 horas. Calcule o tempo de adução e a energia consumida diàriamente resultante da opção tomada (LAB = 40 m; LBC = 800 m; DAC = 150 mm;DBC = 200 mm).
Exercício 7
Considere o sistema de adução de água representado na figura 7, relativo a uma estação elevatória de águas residuais. Tendo em conta as características do sistema e as características das bombas adoptadas (ANEXO IV), responda às seguintes questões (LAB = 15 m; LBC = 585 m; D = 200 mm; - Material: Ferro Fundido Novo):
7.1. Determine o ponto de funcionamento, de modo a obter o máximo rendimento, considerando que o caudal bombado por cada uma das bombas terá de estar no intervalo 30-55 m3/h e que não ocorram problemas de cavitação relativamente à bomba em causa.
7.2. Indique o valor do coeficiente de perda de carga da válvula de seccionamento, para o ponto de funcionamento escolhido.
