Será realmente importante na engenharia química o estudo de bombeamento dos fluidos?

Transcrição

1 Srá ralmnt imortant na ngnharia química o tudo d bombamnto do fluido? Uma homnagm ao rofor Gomid qu no dixou m janiro d 013

2 Rondndo atravé do rofor Gomid

3 Já qu o tudo d bombamnto é imortant, dvmo arndê-lo nt intuíto vou rcorrr a dagogia da rgunta: o qu vimo até aqui? Bibliografia báica comlmntar Equação da nrgia ara um coamnto incomrívl m rgim rmannt Objtivo cntral do curo Critério d avaliação

4 IMPORTANTE: 1. Em um trcho m máquina o fluido mr coa da maior carga ara a mnor carga. A máquina od r uma turbina (rtira carga do fluido) ou bomba (fornc carga ara o fluido). Até aqui também tudamo: Noção d otência rndimnto. m T global T grador N T T NT grador Grador grador N N l T Nl Turbina tranforma otência hidráulica (N) m otência mcânica (N T ), já o grador tranforma otência mcânica m létrica (N l ). N Q T T N T N

5 Motor tranforma otência létrica (N m ) m otência mcânica (N B ) Já a bomba tranforma otência létrica (N m ) m otência mcânica (N B ) N Q m B N N N N B m B B N B global NB m Motor B Nm N N m O único trcho qu não conidramo a rda d carga na quação da nrgia é ntr a ntrada a aída da máquina, ito orqu a rda já é conidrada m u rndimnto. T B

6 Muita vz tmo qu corrigir a rão lida no manômtro mtálico ara dtrminarmo a rão m uma ção do coamnto x m h x h c c imortant A carga total m uma ção (x) do coamnto incomrívl m rgim rmannt qu é conidrada na quação da nrgia é: Cao a altura ara corrção (hc) não ja dada, dvmo conidrá-la drzívl. x x x z x x x v g,0 R 000 la min ar 1,0 R 4000 turbulnto x

7 O 1 0 já foi rolvido! Com o concito antrior odmo rolvr o roblma! Falta o ligado a bancada E ra tórico!

8 Bancada qu rrnta uma intalação d rcalqu Ond o coamnto não é ontâno, já qu ocorr da cota infrior ara urior

9 Sinttizo a olução do rimiro m guida rolvo o gundo roota na bancada, lmbrando qu o trciro tá no facbook ara acá-lo coi o ndrço abaixo navgu: htt://

10 água 998,kg / m³ Era t! m 145kPa D S 6,6mm A 5,57cm² z S z 16,5cm m 10mmg D 40,8mm A 13,1cm²

11 Rcorrmo a xrão Qual ara o u cálculo rndimnt do rndimnto o global? global: global Q N m E aamo a rondr: o qu conhcíamo? m B 145kPa água 998,kg / m³ Conhcíamo a otência conumida lo motor létrico qu foi lida no wattímtro, Nm = 1,5 kw z S z DS 6,6mm A 5,57cm² O xrcício imulava o lvantamnto d dado na xriência d bomba ara uma m dada 10mmg vazão. 16,5cm Tínhamo a tmratura d água, ou ja, n da mma. Todo abm como obtmo a roridad antrior? D 40,8mm A 13,1cm²

12 Clicamo Na ngnharia Aí clicamo m mcânica do fluido Clicamo ntão: ara a ngnharia química Obrigado Zé! Aí m lanjamnto atual

13 Clicamo m conulta Finalmnt m Obtnção da roridad do mrcúrio d água m função da tmratura

14 Com a maa cífica () odmo achar o o cífico () g A aclração da gravidad dvria r obtida m função da latitud da altitud, no cao d São Brnardo do Camo, tmo: latitud igual a -3, altitud igual a 76 m, informaçõ obtida da ágina da Prfitura d SBC. Então não dvo uar 10 m/²? Não ria aconlhávl! Ma como vou achar o g?

15 A rimira oibilidad é utilizando a fórmula intrnacional da gravidad qu foi tablcida or Somigliana Silva m 1930 m Stocolmo. g g 978, ,00588 n 0, n aclração da gravidad m função da latitud ( ) ao nívl do mar 978,049 é o valor d rfrência da aclração da gravidad m cm²/ conidrado na linha do Equador. latitud m grau A corrção ara a altitud (z) é fita la xrão da balança d Jolly : g z g 1 0, z altitud m mtro z

16 A gunda oibilidad é utilizando a fórmula arntada no Manual d idráulica crito lo rofor Azvdo Ntto outro ditado la Edgard Bluchr m ua 8 a dição g 980,616,598 co 0,0069 co 0,3086 latitud m grau altitud m km Conidrando o dado d SBC m amba a fórmula obtmo g aroximadamnt igual a 9,8 m/² g aclração da gravidad m cm/²

17 Como a Q ra dada, batava achar a B Para tal, alicamo a quação da nrgia ntr a ção d ntrada aída da bomba: Trminado t xrcício foi rooto o xrcício ara a dtrminação da na tubulação ant doi da bomba intalada na bancada do laboratório. z B Obtínhamo a v g B B z m guida o global v g

18 O abr arnd com o mtr. A abdoria ó com o corriquiro da vida. Rflitam obr ito! Cora Coralina

19 Calcul a rda doi da bomba Calcul a rda ant da bomba

20 Prda na tubulação ant da bomba. g v h z g v z g v z m i i i inicial ab ab ab

21 Exmlo d cálculo na bancada 1 do laboratório Bancada x. Monitor L1 (m) L (m) h (cm) 0,74 0,74 11,5 Dado coltado lo monitor Bancada Enaio Δh m t() (mm) (mmg) , , , z (cm) 14 Bancada 1 Enaio Q (L/) v (m/) (Pa) ab (m) - 1,7,1 770,6 0,868,0 1,5 3 1, 0, ,6 0, ,1 0,096

22 Concluimo qu com o aumnto da vazão ocorr um aumnto da rda d carga. Srá ito cornt?

23 Analiando a corência: L L L ab ab totalab ab totalab f Lq L ab D L f D Lq totalab f ct Q 1 ab g A Q g A Q con tan t Aumntando a Q, tmo uma diminuição do f, rá qu diminui mai qu a Q aumnta?

24 Vjam a tabla: Q(m³/h) v(m/) R f Churchill hf/ltotal 9,8, ,4 0,0303 0,15 7,1 1, ,5 0,0381 0,068 4,3 0, ,8 0,0543 0,06 Pla tabla acima a concluão é cornt! O qu vm a r f Churchill?

25 f A B 8 8 R R 1,457 ln 16 A 7 R 1 B 0,9 1, ,7 D K 16 Churchill laborou uma fórmula ara a dtrminação do f qu é válida ara qualqur rgim d coamnto. É bom a gnt raticar a utilização dta fórmula atravé da calculadora! S não a gnt vai acabar rrando! Tm qu r la calculadora?

26 Dá ara r atravé d uma lanilha ltrônica, or xmlo a dada na ágina: roridad do fluido tranortado tm (ºC) m (kg/m) (kg/m³) v (Pa) n (m²/) 18 1,05E ,6 1,055E-06 roridad do local g = atm = m/² Pa htt:// Lgal!

27 Vamo agora calcular a rda na tubulação aó a bomba atravé do mmo rocdimnto.

28 g v v h z z g v z g v z f f m f f f f f final db db db

29 Exmlo d cálculo na bancada 1 do laboratório Bancada L1 (m) L (m) h (cm) 1 0,74 0,74 9 Dado coltado lo monitor Bancada Enaio Δh m t() (mm) (Ka) , , ,03 60 z (cm) z 1 (cm) z (cm) z f (cm) Bancada Enaio Q (L/) v (m/) v f (m/) (Pa) db (m) 1,7 4,9 4, ,1 19,7 1,0 3,6 3,6 5880,1 3, 3 1,,1, ,1 6,8

30 Obrvamo qu com o aumnto da vazão ocorr uma diminuição da rda d carga. Ito é o ooto ao obrvado ab! E agora?

31 db L ab ab f Lq L db D L Lq totaldb db Ltotal f db D g A Ltotal f db Q ct Q Q g A aumnta com a diminuição da Q Rflitam! Aumntando a Q, tmo uma diminuição tanto do f como do L total db, rá qu diminum mai qu a Q aumnta?

32 Para rondr a t novo qutionamnto, vamo à bancada do laboratório ara calcular o comrimnto quivalnt da válvula globo com o u fchamnto arcial!