Maquina De Fluxo Flashcards
A densidade ou massa específica é definida como?
A massa por unidade de volume.
Rho = m / V [kg/m^3]
O volume específico (v) pode ser definido como?
É uma grandeza inversa a densidade, é definida como a quantidade de volume por unidade de massa
v = V/m. [m^3/kg]
A densidade relativa é definida como?
A razão entre a densidade de uma substância e um densidade padrão, geralmente água rho h2o = 1000kg/m^3
DR = rho subs. / rho h2o
O peso específico é definido como?
O peso de uma unidade de volume de uma substância.
Gama = rho * g. [N/m^3]
1 bar é equivalente a quantos kPa?
1 atm é equivalente a quantos kPa?
1 bar = 100 kPa
1 atm = 101,325 kPa
Qual a fórmula para a medição de pressões maiores que a atmosférica em equipamentos?
E para pressões menores que a atmosférica em equipamentos?
Quais são esses equipamentos?
P manometrica = P abs - Patm
P vácuo = Patm - Pabs
Primeiro caso, compressores e bombas. Segundo caso, bombas de vácuo.
A lei de Stevin estabeleça a fórmula para a relação de pressão e coluna de líquido que é dada por?
P2 - P1 = rho g delta_z
A Pressão de vapor pode ser definida como?
A pressão exercida por um vapor quando este está em equilíbrio termodinâmico com o líquido que lhe deu origem, ou seja, a quantidade de líquido que evapora é igual a quantidade de vapor que condensa.
O numero de Reynolds pode ser rescrito da seguinte forma:
Ré = rho V L /mi = Vmed D_h / (mi/rho) = Vmed D_h / v
Sendo v viscosidade cinemática;
D_h diâmetro hidráulico;
mi viscosidade dinâmica;
Qual a fórmula para o diâmetro hidráulico?
D_h = 4 A_c / P
A_c = área da seção transversal
P = Perímetro
Relacionado a Bombas centrífugas:
- Qual a transformação de energia que ocorre neste tipo de dispositivo?
- Quais os dois principais componentes de uma BC que permitem a transformação de energia citada acima?
Ocorre a transformação de trabalho de eixo em energia cinética.
Impelidor e Difusor: provoca a aceleração na massa líquida e transforma parte da energia cinética em energia potencial de pressão.
As bombas centrífugas não funcionam com partida à vácuo. Caso a sucção não esteja no nível, faz-se necessário completar até encher a bomba.
Esse processo é conhecido como?
Escorva.
A escorva objetiva a eliminação do ar existente no interior da bomba centrífuga e da tubulação de sucção, e é fundamental no início da operação da bomba ou quando a bomba perde o líquido em seu interior.
Bombas afogadas ou submersas são naturalmente escorvadas.
Sobre tipos de impelidores.
Quais os tipos?
Quais a ordem de eficiência?
E qual a condição que é necessária para a utilização do impelidor menos eficiente?
Os impelidores podem ser classificados como abertos, semiabertos e fechados.
Os fechados possuem a melhor eficiência de bombeamento, visto que direcionam melhor o fluxo. Entretanto, para o bombeamento de líquidos contaminados como materiais pastosos ou sólidos, é preferível a opção semi aberta ou aberta, visto que correm menos risco de entupimento.
Verdadeiro ou falso:
Os selo mecânico é um melhor elemento de vedação que as gaxetas de compressão, quando se deseja minimizar a possibilidade de vazamentos, mas possuem mais atrito.
Falso pelo fato de afirmar que o selos mecânicos possuem mais atrito que as gaxetas. Os selos:
Vedam melhor
Vida útil mais elevada;
Menor atrito com o eixo;
Sem ajustes frequentes;
Como é calculada a eficiência de uma bomba centrífuga?
Efeito desejado / entrada necessária
N bomba = W hid. útil / W eixo
Potência da bomba = Vazão * delta_P
Pela lei de Stevin delta_P = rho g h
Assim, a potência hidráulica da bomba é
Vazão * rho * g * H
A altura manométrica de uma instalação hidráulica representa?
A quantidade de energia que esse ser absorvida pelo líquido a ser bombeado, permitindo que o fluido vença o desnível e as perdas.
Quais são as componentes da fórmula da altura manométrica?
H man = Helev + (P reservatório superior - P reservatório inferior / rho g) + hf
Como calcula a potência de eixo necessária para uma bomba?
Whid.util / n bomba = (rho g Vazão Hmax )/n bomba
As bombas centrífugas para operarem satisfatoriamente, requerem líquidos livres de vapor na linha de sucção e na entrada do impelidor.
Nesse sentido explique o processo de cavitação.
Se a pressão do líquido dentro da bomba cai abaixo da sua pressão de vapor, haverá a formação de bolhas na região central do impelidor.
O aumento de pressão que acontece no difusor promove a implosão dessas bolhas, esse é o processo de cavitação.
Tal processo gera desgaste por erosão no impelidor e no difusor.
Relacionando o processo de cavitação em bombas centrífugas e o diagrama de fases para substância monofásica.
Qual o movimento diferente que ocorre no ponto normal de ebulição e qual a razão para isso?
Com a queda da pressão abaixo da pressão de vaporização o líquido tende a se vaporizar a uma temperatura muito mais baixa que o normal. Ao invés de se deslocar para a esquerda com o aumento da temperatura, o estado de fluido tende a ser caracterizado para baixo com a redução da pressão.
Quais as definições de NPSH REQUERIDO E DISPONÍVEL?
E qual a relação com o processo de cavitação.
NPSHR representa a pressão no flange de sucção que minimiza a possibilidade de vaporização do líquido. Ou seja, estabelece o valor mínimo da pressão na sucção da bomba para que não ocorra a cavitação.
NPSHd representa o valor da pressão real do líquido bombeado, depende da instalação, do sistema.
Verdadeiro ou falso:
Em geral. Com o aumento da vazão Q, o NPSHd apresenta queda, enquanto que o NPSHr se eleva.
Quando ocorre a cavitação com base nesses indicadores?
Verdadeiro.
Quando a pressão requerida da bomba é superior a pressão disponível no sistema, ou seja, NPSHr > NPSHd.
Sobre associação de bombas centrífugas: o que acontece graficamente (H x Q) para associações e série e paralelo?
Quando a bomba é associada em série, ocorre o aumenta da altura manométrica, possibilitando o bombeamento a maiores distâncias.
Já a associação em paralelo, mantém a altura manométrica de uma bomba só, mas aumenta a vazão disponível para bombeamento.
Uma das formas de classificar as máquinas de fluido é relacionado a produção ou consumo de trabalho. Nesse sentido, quais são os nomes dessas classificações e exemplos de dispositivos?
Máquinas produtoras de trabalho:
São conhecidas como máquinas Motoras - Motor de combustão, turbinas.
Máquinas consumidoras de trabalho:
São conhecidas como geradoras, pois geram energias para o fluido a partir do consumo de trabalho.
Bomba, compressor, ventilador.
Uma segunda forma de classificar as máquinas de fluido é quanto a alteração de temperatura que ocorre no fluido, nesse sentido quais são as classificações existentes?
1- Máquinas de fluido hidráulicas
Bombas, Ventiladores, turbina hidráulica e éolica.
2 - Máquinas de fluido térmicas
Compressores, motor, turbina a gás.
Verdadeiro ou falso:
Máquinas de fluido motoras transformam energia mecânica em energia do fluido. E máquinas geradoras transformam energia do fluido em energia mecânica.
Falso, máquinas motoras como motores e turbinas transformam energia de fluido em energia mecânica.
Já máquinas geradoras, como bombas, compressores e ventiladores, transformam energia mecânica em energia do fluido.
Qual a fórmula que podemos obter o trabalho de eixo ? (W eixo)
Trabalho = Força x deslocamento
Para um eixo:
F = T / r
s = 2 pi r n
Assim,
W eixo = 2 pi n T
Dentro da categoria de Máquinas de Fluido Hidráulicas, temos duas outras classificações:
Máquinas de fluxo ou Turbomáquinas
Máquinas de deslocamento Positivo
Explique o princípio de funcionamento das máquinas de fluxo ou turbomáquinas e das máquinas de deslocamento positivo.
Nas turbomáquinas o fluido sofre sucção pelo impelidor, dispositivo que aumenta principalmente a energia cinética do fluido, após isso o fluido passa por um difusor onde ocorre o ganho de pressão pelo princípio de conservação de massa.
Ja nas bombas de deslocamento positivo, o fluido é empurrado por um dispositivo contra uma válvula unidirecional de controle de pressão o que promove o aumento da pressão do fluido sem promover o aumento da energia cinética.
Comparando máquinas de fluxo x deslocamento positivo:
Qual possui rotação maior?
Qual trabalho com pressões maiores?
Qual opera com fluidos viscosos?
Quais são as possíveis configurações de cada uma (rotativa e ou alternativas)?
Fluxo:
Possuem alta rotação;
Trabalham em média e baixa pressão;
Com fluido de baixa viscosidade;
E são apenas rotativas;
Deslocamento positivo:
Baixa ou média rotação;
Altas ou muito altas pressões de trabalho;
Opera com fluidos viscosos;
Rotativas ou alternativas;
Classifique as bombas abaixo entre de fluxo ou deslocamento positivo:
Radiais(centrífugas)
Diafragmas
Engrenagem
Axial
Pistão
lóbulos
Mistas
Palhetas
Parafuso
Radiais - Fluxo
Diafragmas - DP Alternativa
Engrenagem - DP Rotativa
Axial - Fluxo
Pistão - DP Alternativa
lóbulos - DP Rotativa
Mistas - Fluxo
Palhetas - DP Rotativa
Parafuso - DP Rotativa
Com base na equação de Bernoulli multiplicada pela densidade, temos a equação de pressões.
Com a equação de pressões em mente, defina o que é pressão de estagnação e quais as componentes da fórmula?
P + (rho V^2 /2) + rho g h = constante
P. estática + P. Dinâmica + P. Hidrostática = constante
A pressão de estagnação representa a pressão no ponto o qual o fluido é parado totalmente de forma isentrópica. E é a soma da pressão estática e dinâmica.
P. Estag = P + (rho V^2 /2)
A fórmula convencional de Reynolds é:
Re = rho V L / mi
Mas ela pode ser reescrita de duas formas:
Quais são elas?
1- Re = Vmed Dh rho / mi
2- Re = Vmed Dh/ v
Sendo:
Dh = 4 Ac / P
Diâmetro hidráulico;
Área transversal;
Perímetro;
v = viscosidade cinemática!
v = mi/ rho
Sobre viscosidade cinemática e dinâmica:
1 - O que representam?
2 - Quais a unidades?
3 - Qual a fórmula que une elas?
A viscosidade dinâmica ou absoluta mede a resistência interna do fluido ao movimento quando submetido a uma força.
Unidade -> Pa. s. = N s / m^2 = kg/ m s
Fórmula:
Tensão cisalhante = mi du/dy
A viscosidade cinemática é a razão entre a viscosidade dinâmica e a massa específica.
Unidade -> m^2/s
Fórmula:
Viscosidade cinemática = viscosidade dinâmica/ rho
Qual a fórmula do princípio da conservação de massa.
Considerando regime permanente. dm vc/ dt = 0
m_dot_ent = m_dot_sai
rho_ent * Vazão_ent = rho_sai * Vazão_sai
Então
rho_ent * Velocidade_ent * Área_ent = rho_sai * Velocidade_sai * Area_sai
Os 4 parâmetros para caracterizar um compressor são:
Pressão de sucção
Temperatura de sucção
Composição do gás
Pressão na descarga
Os compressores podem ser classificados em dois grandes grupos, quais são eles?
Dentro de cada um desses grupos há outras duas configurações de compressor para cada, quais são?
Os compressores são divididos em dois grandes grupos:
Volumétricos ou deslocamento positivo:
- Alternativos;
- Rotativos;
Dinâmicos:
- Centrífugos;
- Axiais;
Sobre os compressores Volumétricos:
Possuem apenas um sentido para escoamento do fluido, a elevação da pressão é atingida por meio da redução do volume, nesse sentido há dois modos de operação que são:
Por ciclo de funcionamento e por escoamento contínuo.
Qual tipo de compressor é para cada classificação?
Ciclo de funcionamento: Processo de compressão intermitente e sistema fechado - Compressores Alternativos.
Escoamento contínuo: rotores empurram o gás, redução do volume é progressivo - Compressores Rotativos.
Relacionado com os compressores dinâmicos, temos os axial e o centrifugo que são usados para grandes volumes de gás.
Qual a distinção entre eles?
Nós compressores axiais o fluxo de entrada e de saída são o mesmo.
Já nos compressores Radial ou centrífugo o gás entra axialmente e sai radialmente.
Verdadeiro ou falso:
Compressoras alternativos são compressores volumétricos utilizados em aplicações que exigem altas pressões (1000bar) e operam com menores vazões e os principais tipos são de simples e duplo efeito.
Além de analisar o sentença acima, explique o que é simples e duplo efeito.
verdadeira!
Simples ação - ocorre compressão apenas em um sentido.
Duplo ação - ocorre compressão em ambos os sentidos.
Quando falamos de compressores dinâmicos, temos os centrífugos, qual o princípio de funcionamento do organismo impelidor e do difusor nessas máquinas?
Impelidor - transfere energia ao gás - gás a acelerado.
Difusor - converte a energia cinética do gás em pressão - gás é desacelerado.
Os compressores dinâmicos do tipo centrífugos devem operar com faixas de vazão entre os pontos de surge e choke.
O que é surge e Choke?
Surge: Ocorre em baixas vazões. Quando a pressão maior na saída do que a gerada pelo compressor. É o refluxo: inversão de sentido do escoamento.
Choke: ocorre em alta vazão. Normalmente ocorre no difusor ou na região mais estreita do impelidor. O fluido atinge velocidade sônica restringindo a passagem do escoamento.
