Bomba centrífuga cavitando em linha de transferência
Uma bomba centrífuga transfere 45 m³/h de solvente orgânico volátil de um tanque atmosférico para uma coluna a 12 m acima. O NPSH requerido é 3,5 m. O tanque tem nível mínimo de 1,2 m acima da sucção, e a linha de sucção tem 8 m de tubulação com perda de carga de 1,8 m na vazão de projeto. O solvente tem pressão de vapor de 0,45 bar e densidade 780 kg/m³. A bomba apresenta ruído intermitente, queda de vazão e erosão no impelidor após três meses. A equipe quer apenas aumentar o diâmetro do impelidor para recuperar a vazão.
1. Calcule o NPSH disponível e avalie se a bomba está em risco de cavitação.
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NPSH disponível = (p_tanque − p_vapor)/(ρg) + z − hf. Com p_tanque = 101,3 kPa e p_vapor = 45 kPa, a parcela de pressão é (101,3 − 45)·10³/(780·9,81) ≈ 7,36 m. Somando z = 1,2 m e subtraindo hf = 1,8 m, NPSHd ≈ 6,76 m. Como o requerido é 3,5 m, há margem de 3,26 m no papel. Contudo, ruído, queda de vazão e erosão indicam cavitação ou arraste de gás; a margem pode desaparecer com solvente mais quente (maior p_vapor) ou filtro sujo. Aumentar o impelidor elevaria a vazão e as perdas, reduzindo o NPSHd e agravando o problema, portanto a proposta é inadequada.
2. Indique as verificações de campo e a correção mais provável antes de qualquer modificação hidráulica.
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Verificar: entupimento do filtro e da linha de sucção (perda real acima de 1,8 m), nível mínimo real, temperatura do solvente, entrada de ar por vedações ou vórtice no tanque, e alinhamento do NPSHr com a vazão real. Correção provável: limpar ou aumentar a sucção, reduzir comprimento e acessórios, elevar o nível mínimo ou instalar tanque pressurizado; se necessário, escolher bomba com menor NPSHr. Só depois avaliar impelidor, com curva NPSHr versus vazão em mãos.