6. Características de Funcionamento Análise Dimensional e Semelhança
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- Benedicto Desconhecida Bugalho
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1 6. Crctrístcs Fucomto Aáls msol Smlhç 6.. Grzs Crctrístcs o Fucomto O ucomto um áqu Hráulc stá rtmt ssoco grzs qu mtém um crt pêc tr s. Ests grzs são oms grzs crctrístcs o ucomto. Etr ls pomos ctr: ) Grzs gométrcs: msão gométrc crctrístc scolh como prcpl α ms msõs gométrcs lrs... âgulos s pás o sttor ou brtur o sttor âgulos s pás o rotor ) roprs o luo: mss spcíc µ vscos âmc ) Grzs cotrol: vzão ou m rotção 4) Grzs ucomto pts: rg spcíc h potêc hráulc potêc xo h η rmto globl η ± momto xo ou torqu 6. Aáls msol pr áqus Hráulcs ω Um gr úmro vrávs stá volvo o stuo s máqus luxo. st orm um áls msol po sr útl pr ruzr ss úmro vrávs. Os prâmtros msos rsultts um áls msol são mportts pr s prvr prormc grupos máqus smlhts com srá scrto postrormt. o-s tão o cso um turb hráulc Fgur 6.r qu potêc sí é ução s sguts vrávs pr um brtur s pás o strbuor um trmo âgulos s pás o rotor orm: ( µ ) (6.) st orm po-s scrvr qu b c cost µ (6.) S c vrávl é xprss m trmo sus msõs umts mss comprmto tmpo T tão pr homog msol c lo q cm tm tr msm potêc st moo b c ( / T ) ( / T ) ( ) ( / T ) ( / ) ( / T ) / T cost (6.) gulo os ícs obtém-s:
2 - - - b - - T c Fgur 6. Volum Cotrol um turb hráulc Como s tm ss cógts ps três quçõs po-s rsolvr pr três ls m uçõ s outrs três. Assm rlovo pr b c m trmos c b 5 Substtuo b c s qução (6.) rsult cost µ 5 (6.4) A q. (6.4) po sr rscrt orm cost µ 5 (6.5) C grupo q. (6.5) é msol são cohcos como: coct vzão φ prssão coct ψ Ryols bso m u úmro u R µ µ potêc coct λ 5
3 mr smlr outros grupos msos pom sr obtos tmos como xmplos: Coct momto: 5 Ecêc: η Abrtur rltv: 0 Rzõs gométrcs: mr gérc por-s tr pr qulqur brtur o strbuor âgulo s pás ms msõs crctrístcs s sguts rlçõs tr s vrávs: φ ψ ψ R φ λ λ R φ R φ η η R 6.. Tpos Smlhç Exstm três tpos smlhç: gométrc cmátc âmc. Smlhç gométrc cmátc são lustrs pls Fgurs rspctvmt. r s grzs crctrístcs possm sr comprs tr várs máqus sts têm qu tr os rqustos smlhç tr s. ) Smlhç Gométrc Fgur 6.: Smlhç Gométrc
4 us máqus hráulcs b são gomtrcmt smlhts s pr tos msõs b corrspots xstr um scl lr costt. Assm 4 5 ct b 4b 5b b) Smlhç Cmátc Fgur 6. Smlhç Cmátc. us máqus hráulcs b são cosrs cmtcmt smlhts s s vlocs potos corrspots s máqus gomtrcmt smlhts stszm s rlçõs u u c c m b mb ct c) Smlhç âmc us máqus hráulcs b são cosrs mcmt smlhts s m potos corrspots s máqus smlhts gométrc cmtcmt xstrm orçs ts qu sj stblc um scl orçs costts. Assm: Ests orçs pom sr érc trto: c F rc m. t
5 c F trto µ..s t Assm: F F F F rc trto rcb trtob ct r hvr smlhç âmc tm qu hvr smlhç gométrc cmátc. A áls smlr é muto mportt pr stblcr rlçõs tr molos protótpos. or xmplo um áqu Hráulc b po trblhr com águ so o su molo so com r. r máqus smlhts toos os grupos msos obtos vm sr costts pom sr usos pr s lsr prormc s máqus m várs coçõs ucomto Curvs Crctrístcs São curvs qu rprstm o comportmto s grzs crctrístcs. Grlmt são prstos um msmo gráco várs curvs. Os grácos ms usus são quls s Fgurs b. Ests grácos rprstm um comportmto grl. A orm c um s curv po vrr um pouco coro com o tpo rotor s áqus Hráulcs Fgur 6.4.: Curvs Crctrístcs
6 Fgur 6.4b: Curvs Crctrístcs 6.5. Altrção s Grzs Crctrístcs Fucomto Frqütmt cotc qu um áqu Hráulc clcul pr oprr m trms coçõs é post pr trblhr m coçõs rts. Assm é bstt comum um bomb trblhr com rotção rt prvst plo cálculo ou um turb trblhr com qu mor o qu prvst. sso é possívl ms quo s ltr um s grzs crctrístcs s outrs cosqutmt sorrão ltrçõs. Como xmplo vmos cosrr um bomb ctríug; Fgur 6.5; co por um motor vloc vrávl vmos rlcor os vlors lgums grzs crctrístcs como (N H ) com vrção vloc:. Fgur 6.5: Rotor um Bomb Ctrug.
7 Sj rotção o cso rotção o cso. S s máqus são smlhts tão s sguts rlçõs pom sr obts to m vst qu os cocts msos são êtcos pr ls: 5 (6.6) (6.7) (6.8) Obsrvçõs: As órmuls uzs pom sr plcs às turbs so qu vrávl pt st cso é o trblho spcíco ou ltur H. Tos sts órmuls são tórcs um vz qu ão s z qulqur mção rmtos. 6.6 Grzs Utárs Ns quçõs (6.6) (6.7) (6.8) po-s covcor pr um msm máqu m us stuçõs stts j/kg o s grzs sm íc são s orgs s com íc s grzs rltvs pr máqu troco um trblho spcíco j/kg. í rsult s chms grzs utárs: / / / No sstm técco tm pr H m / / / H H H S xr pr máqus smlhts o âmtro um ls os trblhos spcícos J/kg J/kg po-s obtr m pr ; /. / / Ests últms grzs são oms grzs b-utárs grlmt são uss pr o projto turbs hráulcs.
8 6.7 Vloc Espcíc uo um máqu cuj msão crctrístc é troc um trblho spcíco j/kg sus grzs são s rltvs s cm. r um molo gomtrcmt smlht ct máqu cujo âmtro sj q o trblho spcíco sj tmbém j/kg vzão sj m /s vloc rotção st máqu q chm vloc spcíc po sr vl como. q q Amto qu o luxo s us máqus possu msm vloc mé rzão vzõs é proporcol o quro rzão âmtros obto-s: q q /. q q. Substtuo s quçõs. qução tror rsult: / q (6.9) / 4 N qução cm [] é m rps; [] é m m /s [] é m J/kg. st orm vloc spcíc srá um vlor msol. Como o umro cm é muto pquo Aso propôs multplcá-lo por 000. Assm -s qa / 0 / 4 Outrs orms vloc spcíc são s. Tm-s por xmplos: / qt / 4 H pr [] m rpm; [] m m / /s [H] m mtros. Algus utors m q. / 4 Numrcmt st vlor é gul o vlor qt. r turbs é comu r o shp umbr / st 5 / 4 H pr [] m rpm; [] m CV [H] m mtros. Ests us últms çõs ão rsultm m vlors msos.
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