TA 631 – OPERAÇÕES UNITÁRIAS I (Transferência de quantidade de movimento)

1. TA 631 – OPERAÇÕES UNITÁRIAS I (Transferência de quantidade de movimento) Aula 12 Curvas características de bombas de deslocamento positivo Exercícios

2. 1. Exemplo de uma curva característica de bomba de deslocamento positivo: 5HP Exemplo: selecionar a potência do motor e a rotação para uma bomba de deslocamento positivo a ser utilizada em um sistema que possui altura de projeto de 80 psi (=551580 Pa ou 56,30 mca) e 70 galões/minuto (=15,9 m3/h) de vazão de projeto. A viscosidade do fluido é de 5000 cS. Curva feita para água a 38C 345rpm

3. Fatores de correção da potência e velocidade do motor de bombas de deslocamento positivo para fluidos viscosos: 1,4 30% 5000 cS = 23500 SSU

4. Tabela de conversão de centi-Stokes para Saybolt Seconds Universal: Corrigindo a velocidade de rotação e potência do motor, tem-se as seguintes necessidades para uma bomba de deslocamento positivo: Fluido com 5000 cS Hproj. = 56,3 m Vazãoproj. = 15,9 m3/h Potência do motor = 5 HP * 1,4 = 7 HP Rotação da bomba = 345 rpm * 0,30 = 104 rpm

5. 2. Exemplo: modelos de bomba sanitária de lóbulos da Alfa Laval Exemplo: selecionar uma bomba de lóbulos sanitária para deslocar óleo vegetal (100cS) a 3,6 m3/h (15,8 galões/minuto) e a 8 bar (116 psig = 80.000 Pa = 81,6 mca)

6. Curva característica de bomba de lóbulos da Alfa Laval (SRU2/013) 2º. 1º. 6º. 3º. 5º. 4º.

7. NPSH requerido pela bomba de lóbulos da Alfa Laval (SRU2/013)

8. Os seguintes valores finais são obtidos: Fluido com 100cS Hproj. = 81,6 m Vazãoproj. = 3,6 m3/h Rotação da bomba = 600 rpm Potência necessária = (1,0 * 600 / 10000) + 1,3 = 1,36 kW = 1,82 HP (usar 2HP) NPSH requerido = 4,4 m Fator multiplicativo (após etapa 6) Potência hidráulica a 1cS da curva (após etapa 5) rpm da curva (após etapa 3)

9. 3. Exercício: • Em uma fábrica de sucos concentrados, ele é bombeado do depósito A até o tanque de processamento B, como mostrado na Figura 5. O suco possui as seguintes características reológicas: • n = 0,42 • Vazão = 10 m3/h • = 1100 kg/m3 Pvapor fluído = 3,2.103 Pa •  Com essas informações, determine: • (a) O trabalho útil por unidade de massa ( ); • (b) Consultando-se o livro “Manual do Engenheiro Químico” (Perry), encontra-se a recomendação de usar valores de NPSH de 3m para bombas centrífugas e de 6m para bombas de deslocamento positivo, no caso de não ter dados de catálogo. Verifique se a bomba cavitaria? • (c) Selecione uma bomba. • Desconsidere os efeitos de borda em • A e B. Pvácuo de 40 mmHg Válvulas de gaveta

10. 4. Exercício: • O processamento de extrato de tomate é feito basicamente a altas temperaturas. Na figura abaixo, tem-se um dos trechos críticos do processamento, que é a etapa prévia à concentração do produto. A inativação da enzima é feita a 112C, e o fluído chega ao evaporador a 100C. De acordo com os dados abaixo pede-se:   • (a) A altura de projeto para o sistema abaixo; • (b) Selecionar uma bomba adequada através dos catálogos; • (c) Qual o gasto mensal desta instalação sabendo que o preço o kWh é de R$0,35 e que ela estará funcionando 5h/dia. Considere a eficiência da bomba como de 60%. • Dados do processo: • Vazão mássica = 5000 kg/h; Pressão absoluta no tanque de aquecimento = 4 atm; Pressão absoluta no evaporador = 1,5 atm; A perda de carga no Finisher é de 2 atm; As válvulas antes e depois da bomba são de retenção de esfera. A válvula depois do Finisher é uma válvula de diafragma que está meio aberta. Considere a temperatura de 108C na parede da tubulação do primeiro trecho até a bomba, e 104C no restante do circuito até o evaporador. • Dados do fluído: • k = 1,88.10-4.e(2650/T) [T está em K] •  = k 0,7 •  = 1,25 g/cm3

11. 5. Exercício: Caso de estudo sobre irrigação Fonte: Apostila de OPI, Ortega & Florência, “Caso III.C – Transporte” Obs: desenho fora de escala

12. Obs: desenho fora de escala