MÁQUINAS DE FLUXO U1 - SEÇÃO 1 U1 S1 - ATIVIDADE DIAGNÓSTICA
1) As máquinas de fluido podem ser definidas como sendo sistemas mecânicos que adicionam ou extraem energia de um fluido. Assim, podemos classificar as máquinas de fluido quanto ao sentido da transformação de energia em dois tipos:
I. Máquinas de fluido geradora.
II. Máquinas de fluido motora.
Observe os exemplos que máquinas de fluido a seguir:
(1) Bomba Axial.
(2) Carneiro Hidráulico.
(3) Turbina Kaplan.
(4) Compressor.
Assinale a alternativa que indica a associação correta dos exemplos de máquinas de fluxo com sua classificação.
Escolha uma:
Sendo assim, selecione a alternativa que apresenta uma característica das máquinas de deslocamento positivo ou volumétricas:
Escolha uma:
( ) As turbinas hidráulicas produzem trabalho extraindo a energia contida nos fluidos e convertendo-a em energia mecânica.
( ) Os rotores das turbinas de reação operam parcialmente submersos no fluido de trabalho.
( ) As turbinas de impulsão mais utilizadas são as turbinas Francis.
( ) Em geral, as turbinas de reação produzem mais potência que as turbinas de impulsão.
( ) A turbina Kaplan é um tipo de turbina de impulsão.
Agora, assinale a alternativa que apresenta a sequência correta:
Escolha uma:
( ) Nas turbinas de impulsão a pressão do fluido ao passar pelo rotor permanece praticamente constante.
( ) As turbinas do tipo Pelton e Francis são exemplos de turbinas de reação.
( ) As turbinas de reação, em geral, produzem mais potência que as turbinas de impulsão considerando o mesmo diâmetro e energia potencial do fluido.
( ) Os rotores das turbinas de impulsão operam parcialmente submersos no fluido de trabalho.
Agora, assinale a alternativa que apresenta a sequência correta:
Escolha uma:
Considerando o contexto apresentado, avalie as seguintes asserções e a relação proposta entre elas.
I - Em uma turbobomba, a conversão de energia cinética em energia de pressão é realizada através do aumento gradativo da área à medida que o fluido escoa para a saída da máquina.
PORQUE
II - Um aumento da área gera um aumento da velocidade do escoamento e consequentemente um aumento da energia cinética que é então convertida em energia de pressão.
A respeito dessas asserções, assinale a alternativa correta:
Escolha uma:
( ) Nessas máquinas o escoamento é similar ao que ocorre nas bombas dinâmicas.
( ) São componentes característicos desses equipamentos a voluta ou tubo espiral, as pás-guias e o rotor.
( ) Operam submersas no fluido de trabalho.
( ) A água é defletida para escoar quase que axialmente antes de entrar no rotor.
( ) A água entra na periferia das pás-guias e escoa para o rotor quase que radialmente, onde é defletida e sai axialmente pelo tubo de extração.
Agora, assinale a alternativa que apresenta a sequência correta:
Escolha uma:
Fonte: Adaptado de Fox (2011, p. 511).
Sendo assim, complete as lacunas da sentença a seguir:
O ângulo B1 representa o ângulo de ________ do fluido nas pás e B2 o ângulo de ________ . U1 e U2 são, respectivamente, as velocidades de entrada e saída do________. V1 e V2, representam velocidades _________ do_________ .
Agora, assinale a alternativa correta:
Escolha uma:
W = wt = w (r2Vt2-r1Vt1) m
onde:
r2 e r1 são as localizações radiais de saída e entrada do fluido no rotor, respectivamente.
Vt2 e Vt1 são as velocidades tangenciais do fluido.
m é a vazão mássica do fluido.
Analise as afirmações a respeito desta equação:
I - A equação apresentada se refere à potência mecânica de um turbomáquina.
II - A equação é dada pelo produto escalar da velocidade tangencial do rotor pelo torque aplicado.
III - De acordo com a equação, a quantidade de movimento angular do fluido é aumentada pela adição de trabalho de eixo.
IV - Para uma bomba, W > 0 e a quantidade de movimento angular do fluido deve diminuir.
V - Para uma turbina, W < 0 e a quantidade de movimento angular do fluido deve diminuir.
Sendo assim, estão corretas as afirmações:
Escolha uma:
I. Em uma turbina hidráulica o escoamento diminui a quantidade de movimento ao passar pelo rotor, fornecendo energia mecânica.
II. Devido ao princípio da conservação de massa, as velocidades absolutas nas seções de entrada e saída do rotor de uma bomba são sempre iguais.
III. Ao passar pelo rotor da bomba, o fluido recebe potência hidráulica e diminui sua quantidade de movimento angular.
IV. A eficiência da bomba é definida como sendo a razão entre a potência hidráulica fornecida ao escoamento e potência mecânica de eixo consumida.
Agora, assinale a alternativa que apresenta a resposta correta:
Escolha uma:
Fonte: Adaptado de Fox (2011, p.511).
Neste contexto, associe os elementos da coluna A com as definições contidas na coluna B.
Coluna A Coluna B
I - B1 A - Ângulo de saída nas pás relativos a direção tangencial.
II - U2 B - Velocidade absoluta do fluido na entrada.
III -V1 C - Ângulo de entrada nas pás relativos a direção tangencial.
IV - Vt2 D - Velocidade do rotor na saída.
V - B2 E - Velocidade tangencial do fluido na saída.
Assinale a alternativa que contém a sequência correta das associação entre as colunas:
Escolha uma:
Parâmetro |
Entrada |
Saída |
Diâmetro, d |
120 mm |
200 mm |
Espessura do rotor, b |
70 mm |
80 mm |
Ângulo da pá, |
38,8o |
32,2o |
Considerando o contexto apresentado, avalie as seguintes asserções e a relação proposta entre elas.
I. Para as condições de operação e geometria descritas para essa bomba, a transferência de energia para o escoamento e a altura de elevação da bomba são máximas.
PORQUE
II. A velocidade absoluta do escoamento na entrada é puramente radial e o fluido não terá quantidade de movimento angular, quando essa configuração é assumida, refere-se que o escoamento não sofre choque de entrada.
A respeito dessas asserções, assinale a alternativa correta:
Parâmetro |
Entrada |
Saída |
Diâmetro, d |
120 mm |
200 mm |
Espessura do rotor, b |
70 mm |
80 mm |
Ângulo da pá, |
38,8o |
32,2o |
Considerando o contexto apresentado, avalie as seguintes asserções e a relação proposta entre elas.
I. Para as condições de operação e geometria descritas para essa bomba, a transferência de energia para o escoamento e a altura de elevação da bomba são máximas.
PORQUE
II. A velocidade absoluta do escoamento na entrada é puramente radial e o fluido não terá quantidade de movimento angular, quando essa configuração é assumida, refere-se que o escoamento não sofre choque de entrada.
A respeito dessas asserções, assinale a alternativa correta:
1 - Prever tendências e estimativas de desempenho antes do projeto e fabricação da turbomáquina.
2 - Utilizar a teoria de Euler e realizar simplificações e hipóteses que fornecem uma análise idealizada do processo de transferência de energia.
3 - Determinar o desempenho real das máquinas experimentalmente.
4 - Determinar o quanto de potência mecânica consumida é transferida ao fluido como potência hidráulica.
Assinale a opção que apresenta a ordem correta das etapas a serem seguidas no estudo:
Escolha uma:
Considerando o contexto apresentado, avalie as seguintes asserções e a relação proposta entre elas.
I - A eficiência da bomba é nula para a condição de shut-off e aumenta gradativamente com a vazão até seu ponto de máximo, a partir desse ponto, a eficiência decresce continuamente com o aumento da vazão. Esse comportamento sugere um ponto ótimo de máxima eficiência na operação da bomba. No ponto BEP ocorre a máxima eficiência da bomba.
PORQUE
II - No BEP as perdas hidráulicas do escoamento no interior da bomba são minimizadas, possibilitando um melhor aproveitamento da potência mecânica consumida. O projeto de um sistema de bombeamento eficiente exige que a bomba opere próximo da vazão do BEP.
A respeito dessas asserções, assinale a alternativa correta:
Escolha uma:
I - O procedimento de teste consiste basicamente em variar a vazão e medir o aumento de pressão entre a sucção e a descarga da bomba.
II - O teste não pode ser iniciado com a válvula totalmente fechada, condição de vazão nula (shut-off).
III - A válvula é aberta rapidamente, enquanto são registrados ponto a ponto todas as variáveis medidas.
IV - Os dados do teste de desempenho são processados e expressos na forma gráfica resultando nas curvas de desempenho da bomba.
Sendo assim, é correto o que se afirma em:
Escolha uma:
A respeito dessa bomba, analise as afirmações a seguir:
I - Sua eficiência máxima é 60%.
II - Sua máxima altura de elevação é 35 m.
III - Sua altura de elevação no ponto de máxima eficiência é 21 m.
IV - Sua vazão no ponto de máxima eficiência é 0,1 m3/s.
Agora, assinale a alternativa que apresenta a resposta correta:
Escolha uma:
Esta curva ocorre para que tipo bombas?
Escolha uma:
I - As bombas de fluxo axial apresentam a tendência de aumento contínuo da potência em função da vazão. A aplicação dessas bombas exige o dimensionamento do motor elétrico para toda a faixa de vazão.
PORQUE
II - Problemas de sobrecarga podem ocorrer.
Com relação ao que foi escrito pelo estudante, é correto afirmar que:
Escolha uma:
I - As máquinas que extraem energia de um fluido na forma de trabalho são chamadas de bombas.
II - Nas bombas centrífugas o movimento do líquido dentro da bomba e o movimento do órgão impulsionador são os mesmos, mesma natureza, velocidade, direção e sentido.
III - Somente as bombas alternativas possuem vazão variável com o tempo.
IV - Os compressores aplicam energia em um fluido na forma de trabalho e podem ser dinâmicos ou de deslocamento positivo.
V - As bombas de descolamento positivo podem ser classificadas em radiais, axiais ou mistas.
Através da leitura atenta das afirmações é correto o que se afirma em:
Escolha uma:
I - Comparadas às bombas de deslocamento positivo, as bombas dinâmicas são capazes de operar com maiores vazões, fornecendo, no entanto, menores pressões.
II - As bombas dinâmicas ou turbobombas promovem a variação da quantidade de movimento ao fluido devido a ação do rotor, que transfere energia ao fluido, aumentando sua vazão mássica entre sua sucção e descarga.
III - As turbinas hidráulicas, eólicas e a vapor são exemplos de máquinas de fluxo geradoras, pois extraem energia do fluido e geram energia elétrica.
IV - Nas máquinas de deslocamento positivo a energia cinética transferida ao fluido devido as variações volumétricas é relativamente pequena, podendo ser desprezada em muitos casos.
V - As turbinas de impulsão produzem mais potência que as turbinas de reação considerando o mesmo diâmetro e energia potencial do fluido.
Agora, assinale a alternativa que apresenta a resposta correta:
Escolha uma:
Vazão: 0,1 m³/s
Elevação teórica: 100 m
Torque: 609 kgf.m
Rotação: 1750 rpm
Considerando g = 9,81 m/s², determine a eficiência da bomba.
Escolha uma:
Baseado nessas classificações, assinale a alternativa correta:
Escolha uma:
As máquinas de fluido podem ser classificadas, também quanto ao princípio físico de transferência de energia, na máquina de deslocamento positivo
Escolha uma: