máquinas hidraulicas

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Em uma represa hidrelétrica que faz uso de uma turbina de reação Francis para produção de energia elétrica, a carga bruta Hbrutaé de 200 m, e a vazão volumétrica de água na turbina é de 100 m³/s. Considere, ainda, a massa específica da água sendo igual a 1.050 kg/m³ e g = 9.8 m/s².
Agora, assinale a alternativa correta sobre a potência ideal gerada no eixo na saída da turbina:
A
205,8 MW.
Resposta correta
B
205,8 kW.
C
205,8 W.
D
20,6 MW.
E
205.800 MW.
 Questão 2
Questão objetiva
1/1
 A teoria dos modelos, juntamente com a análise de semelhança mecânica, busca diminuir o risco dos erros na execução de projeto das máquinas de grande porte, pois permite o estudo de modelos reduzidos. Essa teoria é utilizada, também, para avaliar o desempenho real de diversas máquinas de hidráulicas ditas como semelhantes. Entretanto, para que o teste do modelo forneça dados confiáveis para prever o comportamento do protótipo, alguns requisitos básicos precisam ser atendidos.
Considerando o exposto, bem como o seu conhecimento sobre análise dimensional e semelhança de bombas, analise as afirmativas a seguir.
I. Os requisitos básicos que precisam ser atendidos são: a semelhança dinâmica, a semelhança cinemática e a semelhança geométrica, entre o protótipo e o modelo.
 
II. Na maioria das vezes, realizar experimentos ou testes com protótipos em tamanho real é inviável. Diante disso, a maneira de se avaliar o comportamento do protótipo é por meio de testes dos modelos em laboratório.
 
III. Define-se a constante cinemática K como a soma entre as dimensões lineares L do protótipo e do modelo.
 
IV. A formulação matemática da velocidade específica de uma bomba não leva em consideração a teoria de semelhança mecânica, já que esse parâmetro é puramente experimental.
 
Está correto o que se afirma em:
A
I e II, apenas.
Resposta correta
B
II e III, apenas.
C
II, III e IV, apenas.
D
I, II e III, apenas.
E
I, II e IV, apenas.
 Questão 3
Questão objetiva
1/1
Devido à grande quantidade de bombas existentes, não há um único método para realizar a escolha de forma mais adequada. Entretanto, os critérios mais considerados para a seleção das bombas são: altura manométrica, característica do fluido, vazão, características da instalação, dentre outros. Após a definição do tipo de bomba, deve-se escolher o modelo mais compatível do fabricante ao atendimento da instalação. Um exemplo de “ábaco de cobertura” do fabricante KSB está ilustrado na figura evidenciada na sequência.
 
Fonte: Silva (2003, p. 2).
#PraCegoVer:a figura representa um ábaco de cobertura do fabricante de bombas KSB. O eixo vertical representa a altura manométrica H e possui 8 valores em ordem crescente, de baixo para cima. Esses valores são, respectivamente: 4, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 38. O eixo horizontal representa a vazão e possui 15 valores crescentes, da esquerda para a direita. Esses valores são, respectivamente: 2, 4, 6, 8, 10, 20, 30, 40, 60, 80, 100, 200, 300, 400 e 500. Uma linha vermelha horizontal é traçada cortando o eixo vertical na altura manométrica Hm igual a 26 metros, e outra linha vermelha vertical é traçada cortando o eixo horizontal na vazão volumétrica Q igual a 12m³/h. A interseção dessas duas linhas, mais à esquerda do ábaco, está dentro da região denominada como 40-250, que representa o modelo da bomba a ser escolhido. Abaixo da região 40-250, existem, também, as regiões: 32-300 e 40-160. Acima, existe a região 50-250. À direita e de cima para baixo, existem, respectivamente, as regiões: 65-250, 80-250, 100-250, 80-200, 125-250, 100-200, 65-160, 80-160 e 50-160.
 
Considerando o ábaco de cobertura KSB para a escolha do modelo de bomba, analise as afirmativas a seguir e assinale V para a(s) verdadeira(s) e F para a(s) falsa(s).
 
I. (  ) Para a altura manométrica de 25m e vazão de 9m³/h, o modelo 40-250 seria o mais indicado.
II. (  )  Para a altura manométrica de 20m e vazão de 4m³/h, o modelo 32-200 seria o mais indicado.
III. (  ) Para a altura manométrica de 19m e vazão de 200m³/h, o modelo 80-200 seria o mais indicado.
IV. (  ) Para a altura manométrica de 10m e vazão de 6m³/h, o modelo 40-160 seria o mais indicado.
 
Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta.
A
F, V, F, V.
B
V, V, F, F.
C
F, V, F, F.
D
V, V, F, V.
Resposta correta
E
V, F, V, V.
 Questão 4
Questão objetiva
0/1
Para a obtenção das principais curvas características de uma bomba centrífuga, é comum que a vazão seja variada nas bancadas de teste. Assim, é possível observar o comportamento das demais grandezas em função dela. A figura ilustra os aspectos gerais de três curvas características das bombas centrífugas. A curva (a) mostra o aspecto geral da curva, altura manométrica versus vazão, para as bombas centrífugas. Já a curva (b) ilustra o traçado da curva que representa a variação do rendimento de uma bomba centrífuga com sua vazão, e a curva (c) indica o comportamento da potência desenvolvida por uma bomba centrífuga para variadas vazões.
 
Fonte: Adaptada de Baptista e Lara (2010).
#PraCegoVer: a figura ilustra os aspectos gerais de três curvas características das bombas centrífugas. Na parte superior, a
primeira é a figura (a), que mostra o aspecto geral da curva, altura manométrica, no eixo vertical, versus vazão, no eixo horizontal, para as bombas centrífugas. A curva apresenta uma leve inclinação negativa, indicando que a grandeza altura manométrica reduzirá, à medida que caminhamos para a direita do eixo horizontal, ou seja, para maiores valores de vazão. Logo abaixo, a figura (b) ilustra o traçado da curva que representa a variação do rendimento de uma bomba centrífuga com sua vazão. A curva possui um formato parabólico, que nasce na origem dos eixos, cresce até a região central da figura e, em seguida, apresenta uma queda. Mais abaixo, a última e terceira, a figura (c) indica o comportamento da potência desenvolvida por uma bomba centrífuga em função da vazão. A figura consiste em uma reta, ou seja, equação do primeiro grau que intercepta o eixo vertical, potência e cresce suavemente para a direita, indicando que a potência e a vazão são grandezas diretamente proporcionais.
 
A respeito das curvas características das bombas centrífugas nos trechos mostradas na figura, analise as afirmativas a seguir e assinale V
para a(s) Verdadeira(s) e F para a(s) Falsa(s). 
 
I. (  ) A curva (b) indica que a relação entre o rendimento e a vazão de uma bomba centrífuga segue um comportamento aproximadamente parabólico, possibilitando, assim, a determinação de valores de vazão para a obtenção do melhor rendimento.
II. (  ) A potência e a vazão são grandezas diretamente proporcionais.
III. (   ) Altura manométrica e vazão são grandezas diretamente proporcionais.
IV. (  )  As três curvas características mostradas na figura foram obtidas por meio da variação da vazão volumétrica de fluido bombeado por uma bomba centrífuga.
 
Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta.
A
F, V, F, V.
Resposta do aluno
B
V, V, F, F.
C
F, V, F, F.
D
V, V, F, V.
Resposta correta
E
V, F, V, V.
 Questão 5
Questão objetiva
1/1
Existem várias medidas que podem contribuir com a prevenção do fenômeno da cavitação. Além de aplicar as margens de segurança, é importante garantir certa distância entre os possíveis valores da pressão de vapor do líquido em relação à pressão do fim da linha de sucção, ou seja, aquela presente na entrada da bomba. Cabe ressaltar que a pressão de vapor do líquido é uma função da temperatura local, e tal observação ajudará o NPSH disponível a permanecer sempre acima do NPSH requerido.
 
Sobre o fenômeno da cavitação, assinale a alternativa correta:
A
É um indício de cavitação quando os instrumentos de medição identificam uma mudança no perfil dos ruídos em relação a uma bomba operando fora das condições de cavitação.
Resposta correta
B
Não existe uma maneira de identificar se as partes internas de uma bomba sofreram ou não desgaste devido a uma exposição prolongada a erosões.
C
Uma das formas alternativas de se obter o NPSH disponível é pelo númerode Thoma, utilizando a expressão .
D
O fenômeno da cavitação não afeta consideravelmente as variáveis operacionais da bomba, como vazão e altura manométrica, por exemplo.
E
Na prática, não é possível observar mudanças nas curvas características nem no ponto de operação, devido ao fenômeno da cavitação.
 Questão 6
Questão objetiva
1/1
Por meio dos ensaios, é possível obter diversas combinações de alturas manométricas e vazões que constituem a faixa de operação de uma bomba. O conjunto com todos esses pontos dá origem a uma curva característica que, por sua vez, serve como fonte de diversas informações, como: desenvolvimento da potência em função da vazão, variação do rendimento em função da vazão, dentre outras.
 
Sobre as curvas características das bombas, assinale a alternativa correta.
A
As curvas características são obtidas em ensaios nas bancadas dos fabricantes e podem ser entendidas como um retrato da faixa de operação ou de funcionamento das bombas, nas variadas situações.
Resposta correta
B
Em uma curva característica, altura manométrica versus vazão, os pares de pontos chamados de homólogos recebem esse nome, devido ao fato de possuírem a mesma vazão.
C
As bombas centrífugas geram curvas características Hm x Q que podem ser expressas por uma equação do primeiro grau.
D
Os pontos situados sobre uma curva de isorrendimento possuem a mesma potência e altura manométrica.
E
Em uma curva característica, altura manométrica versus vazão, os pares de pontos chamados de homólogos recebem esse nome, devido ao fato de possuírem a mesma altura manométrica.
 Questão 7
Questão objetiva
1/1
As relações de semelhança são muito úteis para fazer previsões operacionais entre turbinas geometricamente semelhantes. As expressões a seguir mostram as relações envolvendo as grandezas: diâmetro do rotor, altura de queda-d’água (carga líquida) e vazão volumétrica da turbina hidráulica, do protótipo e do rotor.
        
 
Um protótipo de uma turbina Francis é projetado para operar com carga líquida de 200 m e vazão de 10 m³/s em uma hidrelétrica, a partir de um modelo com diâmetro de 160 mm.
No ponto de eficiência máxima, o modelo vai operar com QM = 8 m³/s e HM = 100 m. O modelo e o protótipo terão a mesma rotação.
 
Diante do exposto, assinale a alternativa correta sobre a vazão do protótipo:
A
22,6 m³/s.
Resposta correta
B
226,3 m³/s.
C
17,2 m³/s.
D
16,4 m³/s.
E
19,6 m³/s.
 Questão 8
Questão objetiva
0/1
Diante da enorme variedade de exigências relacionadas a uma instalação hidráulica, é natural que exista a dificuldade de encontrar no mercado uma bomba capaz de abranger sozinha todas as solicitações de vazão e de altura manométrica. Por esse motivo, é necessário realizar a associação de bombas.
 
Sobre a associação de bombas, assinale a alternativa correta:
A
A operação de múltiplas bombas em paralelo, além de ser útil nos casos em que uma única bomba não seria capaz de recalcar toda a vazão, também é empregada quando o objetivo é aumentar, de forma escalonada, a capacidade do sistema.
Resposta correta
B
A associação de bombas em paralelo é uma técnica capaz de aumentar a altura manométrica de uma instalação hidráulica devido ao acrescimento na vazão volumétrica que ocorre em cada bomba.
Resposta do aluno
C
A associação de bombas em série é uma técnica utilizada com o objetivo de aumentar a vazão volumétrica de fluido em determinada instalação hidráulica, tendo em vista o aumento na pressão que ocorre em cada bomba.
D
Nas associações de bombas iguais em paralelo, a vazão individual de cada bomba será igual à vazão do conjunto. Então, o rendimento desse tipo de associação será dado por:  .
E
Nas associações de bombas iguais em série, a altura manométrica individual de cada bomba será igual à altura manométrica do conjunto. Então, o rendimento desse tipo de associação será dado por:.
 Questão 9
Questão objetiva
0/1
De acordo com Carvalho (1999), para o dimensionamento de uma instalação elevatória, é necessário o conhecimento da vazão de recalque (Q) e da altura manométrica da instalação (Hman), a fim de se especificar uma bomba, motor e seus componentes de determinada instalação.
 
CARVALHO, D. F. Instalações elevatórias: bombas. 6. ed. Belo Horizonte: FUMARC, 1999.
 
Com base no exposto, analise as asserções a seguir e a relação proposta entre elas.
 
I. A altura manométrica de recalque é somada à altura de sucção da bomba, para que se consiga uma altura total manométrica, em que o fluido possa vencer as barreiras de elevação.
Pois:
II. Há, no sistema de estações elevatórias, uma linha piezométrica, na qual o líquido pausa, sendo seu movimento regressivo a partir de tal ponto.
 
A seguir, assinale a alternativa correta.
A
A asserção I é uma proposição verdadeira, e a II é uma proposição falsa.
Resposta correta
B
As asserções I e II são proposições verdadeiras, mas a II não é uma justificativa correta da I.
C
A asserção I é uma proposição falsa, e a II é uma proposição verdadeira.
D
As asserções I e II são proposições falsas.
E
As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a II é uma justificativa correta da I.
Resposta do aluno
 Questão 10
Questão objetiva
0/1
Ao utilizar
os parâmetros vazão, queda útil e rotação, é possível ter uma boa orientação quanto à seleção de uma turbina hidráulica. Entretanto, para compreender de forma mais ampla a faixa de operação de uma turbina, é importante ter em vista as suas curvas características, que são obtidas experimentalmente. A figura a seguir mostra o traçado de três curvas características típicas de uma turbina Pelton: (a) potência x rotação; (b) rendimento x rotação; e (c) vazão x rotação.
 
Figura – Traçado das principais curvas características de uma turbina Pelton.
Fonte: Elaborada pelo autor.
#PraCegoVer: a figura mostra o traçado de três curvas características típicas de uma turbina Pelton. A primeira, mais à esquerda (a), relaciona a potência da turbina, em seu eixo vertical, com a rotação, em seu eixo horizontal. O gráfico é, aproximadamente, parabólico, com concavidade voltada para baixo, partindo da origem dos eixos, alcançando um máximo e decaindo até interceptar o eixo das rotações. A segunda curva, localizada na região central, mais à direita (b), relaciona o rendimento da turbina, em seu eixo vertical, com a rotação, em seu eixo horizontal. O gráfico é, aproximadamente, parabólico, com concavidade voltada para baixo, partindo da origem dos eixos, alcançando um máximo e decaindo até interceptar o eixo das rotações. Por fim, a terceira curva, mais à direita (c), mostra a vazão no eixo vertical e a rotação no eixo horizontal. O gráfico é uma reta horizontal que corta o eixo das vazões em um ponto central.
Com relação às curvas características mais comuns das turbinas hidráulicas, analise as afirmativas a seguir e assinale V
para Verdadeiro e F para Falso:
 
I. (  ) É comum que as curvas características de uma turbina hidráulica sejam geradas experimentalmente, por meio de modelos de menor porte.
II. (  ) A curva (a) da figura indica que existe uma faixa de rotação que fornecerá valores ótimos de potência, na região próxima ao vértice da parábola.
III. (  ) A curva (c) da figura mostra que a vazão volumétrica de fluido aumenta conforme cresce a rotação da turbina.
IV. ( ) A curva (b) da figura indica que existe uma faixa de rotação que fornecerá valores ótimos de rendimento, na região próxima ao vértice da parábola.
 
Agora, marque a alternativa que apresenta a sequência correta:
A
F, V, F, V.
B
V, V, F, F.
C
F, V, F, F.
D
V, V, F, V.
Resposta correta
E
V, F, V, V.
Resposta do aluno
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