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Problema de ângulo de lâmina em bomba centrífuga sem velocidade tangencial nula, Exercícios de Física

Universidade Federal de Mato Grosso (UFMT)Física

Neste documento, é apresentada a solução de um problema de engenharia fluidos relativo à determinação do ângulo de lâmina de entrada sem velocidade tangencial nula em uma bomba centrífuga, além do cabeçalho e potência necessários. O problema fornece dados sobre a geometria da bomba, a velocidade de rotação e o fluxo de massa, entre outros parâmetros. A solução é obtida através da aplicação de equações básicas de hidrodinâmica e geometria, resultando em valores para o ângulo de lâmina de entrada, cabeçalho e potência.

Tipologia: Exercícios

2016

Compartilhado em 30/06/2016

Ana_Paula_Albuquerque 🇧🇷

5

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Problem 10.13 [Difficulty: 2]

Given: Geometry of centrifugal pump

Find: Inlet blade angle for no tangential inlet velocity at 125,000 gpm; Head; Power

Solution:

Basic equations: (Eq. 10.2b)

(Eq. 10.2c)

The given or available data is

ρ1.94 slug

ft3

 r115 in r245 in b14.75 in b23.25 in

ω575 rpm β260 deg Q 125000 gpm Q 279 ft3

s



From continuity VnQ

2πrb

Vrb sin β() Vrb

Vn

sin β()



From geometry VtUV

rb cos β() UVn

sin β()cos β() UQ

2πrbcot β()

For Vt1 0 we obtain U1Q

2πr1

b1

cot β1



 0or cot β1



2πr1

b1

U1



Q



Using given data U1ωr1

 U175.3 ft

s



Hence β1acot 2πr1

b1

U1



Q













β150 deg

Also U2ωr2

 U2226 ft

s



Vt2 U2Q

2πr2

b2

cot β2



 Vt2 201 ft

s



The mass flow rate is mrate ρQ mrate 540 slug

s



Hence WmU2Vt2

U1Vt1





mrate

 Wm2.45 107

ft lbf

s

 Wm44497 hp

The head is HWm

mrate g

H 1408 ft

Descubra Exercícios de Física Universidade Federal de Mato Grosso (UFMT)

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Baixe Problema de ângulo de lâmina em bomba centrífuga sem velocidade tangencial nula e outras Exercícios em PDF para Física, somente na Docsity!

Problem 10.13 [Difficulty: 2]

Given: Geometry of centrifugal pump

Find: Inlet blade angle for no tangential inlet velocity at 125,000 gpm; Head; Power

Solution:

Basic equations: (Eq. 10.2b)

(Eq. 10.2c)

The given or available data is

ρ 1.

slug

ft

3

  r 1

 15 in r 2

 45 in b 1

 4.75 in b 2

3.25 in

ω  575 rpm β 2

 60 deg Q  125000 gpm Q 279

ft

3

s

From continuity (^) V n

Q

2 π  rb

 V

rb

 sin ( β) V rb

V

n

sin (β )

From geometry (^) V t

U V

rb

  cos ( β) U

V

n

sin ( β)

  cos( β ) U

Q

2  πr b

  cot ( β)

For V t

 0 we obtain (^) U 1

Q

2 π r 1

 b 1

cot β

   0 or^ cot β

2  πr 1

 b 1

 U

Q

Using given data (^) U 1

ω r 1

  U

ft

s

Hence (^) β 1

acot

2  πr 1

 b 1

 U

Q

 β 1

50 deg

Also (^) U 2

ω r 2

  U

ft

s

V

t

U

Q

2  πr 2

 b 2

cot β

   V

t

ft

s

The mass flow rate is (^) m rate

 ρ Q m rate

slug

s

Hence (^) W m

U

V

t

 U

V

t

m rate

  W

m

7



ft lbf

s

  W

m

44497 hp

The head is (^) H

W

m

m rate

g

 H 1408 ft