MAPA – EMEC – MÁQUINAS DE FLUXO – 54_2025
Olá, estudante!
Seja bem-vindo à nossa atividade MAPA da disciplina Máquinas de Fluxo. Esta atividade tem como tema “Seleção máquinas de fluxo motoras e geradoras”. Nesta atividade, você encontrará situações em que terá que aplicar os conhecimentos adquiridos durante a disciplina de máquinas de fluxo para propor a escolha de alguns problemas.
As suas tarefas nesse MAPA serão:
Selecionar turbinas hidráulicas para uma CGH.
Selecionar uma bomba e calcular as perdas de carga de um sistema de bombeamento.
Bom trabalho!
Professor Dário Machado Júnior.
INSTRUÇÕES DE ENTREGA:
Este é um trabalho INDIVIDUAL.
As respostas devem ser entregues utilizando o Modelo de Resposta MAPA Máquinas de Fluxo disponibilizado. Sobre o seu preenchimento, é necessário o cumprimento das seguintes diretrizes:
Não serão aceitas respostas que constam apenas o resultado numérico, sem que seja demonstrado o raciocínio que o levou a encontrar aquela resposta.
Toda e qualquer fonte e referência que você utilizar para responder os questionários deve ser citada ao final da questão.
Após inteiramente respondido, o Modelo de Resposta MAPA Máquinas de Fluxo deve ser enviado para correção pelo seu Studeo em formato de arquivo DOC / DOCX ou PDF, e apenas estes formatos serão aceitos.
O Modelo de Resposta MAPA Máquinas de Fluxo pode ter quantas páginas você precisar para respondê-lo, desde que siga a sua estrutura.
O Modelo de Resposta MAPA Máquinas de Fluxo deve ser enviado única e exclusivamente pelo seu Studeo, no campo “MAPA” desta disciplina. Toda e qualquer outra forma de entrega deste Modelo de Resposta MAPA não é considerada.
A qualidade do trabalho será considerada na hora da avaliação, então preencha tudo com cuidado, explique o que está fazendo, responda às perguntas e mostre sempre o passo a passo das resoluções e deduções. Quanto mais completo seu trabalho, melhor!
Problemas frequentes a evitar:
Coloque um nome simples no seu arquivo para não se confundir no momento de envio.
Se você usa OPEN OFFICE ou MAC, transforme o arquivo em PDF para evitar incompatibilidades.
Verifique se você está enviando o arquivo correto! É o MAPA da disciplina certa? Ele está preenchido adequadamente?
Como enviar o arquivo:
Acesse no Studeo o ambiente da disciplina e clique no botão MAPA. No final da página, há uma caixa tracejada de envio de arquivo. Basta clicar nela e então selecionar o arquivo de resposta da sua atividade.
Antes de clicar em FINALIZAR, certifique-se de que está tudo certo, pois uma vez finalizado você não poderá mais modificar o arquivo. Sugerimos que você clique no link gerado da sua atividade e faça o download para conferir se está de acordo com o arquivo entregue.
Sobre plágio e outras regras:
Trabalhos copiados da internet ou de outros estudantes serão zerados.
Trabalhos copiados dos anos anteriores também serão zerados, mesmo que você tenha sido o autor.
A equipe de mediação está à sua disposição para o atendimento das dúvidas por meio do “Fale com o Mediador” em seu Studeo. Aproveite essa ferramenta!
CONTEXTUALIZAÇÃO:
1) As máquinas de fluidos, como estamos estudando neste módulo, foram fundamentais para a nossa evolução, seja auxiliando no transporte de fluidos ou então utilizando a energia do fluido para transformá-la em outra forma de energia, como é o caso na energia elétrica.
O Brasil é um país que possui sua matriz energética amplamente renovável, sendo a energia hidráulica a principal fonte de energia que abastece o país. Este tipo de energia é gerada através do aproveitamento da energia que um fluido possuí. No caso de usinas hidroelétricas, uma grande quantidade de água, que escoa por um rio, possui uma elevada energia potencial e, ao sofrer uma queda, parte dessa essa energia potencial se transforma em energia cinética ao passar por uma turbina.
Na atividade de hoje, você assume o papel de engenheiro responsável por analisar a viabilidade de implantação de uma pequena central hidrelétrica (PCH) em uma área rural. O local conta com um rio cuja vazão disponível é de 15 m³/s e possui uma queda d’água de 70 metros de altura.
Visando selecionar o tipo mais adequado de turbina hidráulica para o aproveitamento dessa energia, analise os seguintes cenários:
- a) Com base nas características fornecidas (vazão e altura de queda), qual tipo de turbina hidráulica seria mais indicado para essa situação? Justifique tecnicamente sua escolha.
- b) Quais os principais fatores que devem ser considerados no dimensionamento e seleção de turbinas para uma PCH?
- c) Explique, de forma breve, como ocorre a conversão de energia na turbina hidráulica e o papel do gerador nesse processo.
d) Calcule a potência hidráulica bruta disponível neste potencial, considerando aceleração da gravidade = 9,8 m/s² e densidade da água = 1000 kg/m³.
2) Uma bomba é um equipamento com a função de transferir energia de uma determinada fonte para um líquido, permitindo que ele possa se deslocar de um ponto para outro, inclusive vencendo desníveis geométricos.
As bombas centrífugas são aquelas que desenvolvem a transformação de energia através do emprego de forças centrífugas. Elas possuem pás cilíndricas, com geratrizes paralelas ao eixo de rotação, sendo essas pás fixadas a um disco e a uma coroa circular, compondo o rotor da bomba.
Com relação à curva característica de uma bomba, podemos dizer que é a expressão cartesiana de suas características de funcionamento, expressas por vazão, em m3/h na abcissa e na ordenada Altura, em mca (metros de coluna d’água).
A cavitação, como também estudamos durante este módulo, é um fenômeno indesejado que pode ocorrer nas máquinas de fluxo. Para calcularmos esse fenômeno, devemos levar em conta alguns parâmetros, como altura de sucção, perda de carga na sucção, pressão atmosférica e pressão de vapor do fluido. Calculando o NPSH(d), é possível analisarmos se uma bomba está ou não operando em uma condição de cavitação.
Uma outra tarefa que você terá é selecionar uma bomba para suprir um sistema de bombeamento nesta propriedade:
No sistema a seguir, você será responsável por realizar a seleção de uma bomba para um sistema de bombeamento que deve elevar uma vazão de água de 12 m³/h a uma altura de 25 m. O diâmetro interno da tubulação é de 1+1/2” (38,1mm), e o comprimento total da tubulação é de 50 m, sendo o comprimento total da tubulação de sucção de 4 m, com uma altura de sucção de 2 m. Na sucção, temos uma válvula pé de crivo (k=7,3) e um cotovelo 90 ° com raio médio (k=0,7). No recalque, temos 2 cotovelos 90° com raio médio (k=0,7). Considere que a água está a 30 °C e possui viscosidade cinemática igual a 0,8.10-6m²/s.
Para encontrar a perda de carga distribuída, necessitamos encontrar o fator de atrito (f), para isso podemos utilizar o diagrama de Moody.
Para encontrar a rugosidade relativa (𝞮/d), considere a rugosidade absoluta da tubulação sendo 0,01905 mm.
Para encontrar a perda de carga localizada, utilize os valores para Válvula pé de crivo k=7,3 e para cada cotovelo (90°) um k=0,7.
a) Qual deve ser a altura manométrica da bomba a ser selecionada? Considere as perdas de carga do escoamento.
b) Se o NPSH requerido é de 4 m, essa bomba estará operando em uma condição de cavitação? Utilize um fator de segurança de 10% em relação ao NPSH requerido. Considere a pressão atmosférica do local = 101,3 kPa e a densidade da água=1000 kg/m³.
c) Pensando no aproveitamento energético do sistema, se um motor elétrico transmite 2,2 kW de potência a esse sistema, qual é eficiência do sistema para a condição de operação descrita?
3) O laboratório Virtual da Algetec nos permite vivenciar experimentos através da simulação. Nesta etapa, devemos realizar o experimento do laboratório virtual intitulado “Perda de carga distribuída”. Neste experimento, analisaremos a perda de carga distribuída em diferentes tubulações. Primeiramente, abra o laboratório virtual e leia todo o sumário teórico. Em seguida, leia o “roteiro” e realize o experimento direcionando toda a água para a tubulação de 32 mm, conforme indicado, anotando os valores de vazão (rotâmetro) e pressão (manômetro em U). Em seguida, reinicie o experimento, agora conectando o manômetro à tubulação de 25 mm de diâmetro, novamente registre os valores de pressão e vazão conforme se altera a vazão. Agora responda às seguintes perguntas:
- a) Considerando os dois experimentos realizados, quais são as maiores perdas de carga para cada uma das tubulações?
b) Com base nos seus conhecimentos adquiridos na disciplina, quais são os fatores que contribuíram para que houvesse diferença na perda de carga distribuída entre as tubulações?
Nossa equipe é composta por profissionais especializados em diversas áreas, o que nos permite oferecer uma assessoria completa na elaboração de uma ampla variedade de atividades. Estamos empenhados em garantir a autenticidade e originalidade de todos os trabalhos que realizamos.
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