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Q3290630 Mecânica
        Um sistema de resfriamento a água utiliza uma bomba centrífuga para rejeitar o calor produzido em um processo. A bomba operava a 1.200 RPM e consumia potência igual a 1,51 Kw, mas, diante do aumento do calor de processo, verificou-se a necessidade de se aumentar a vazão de água em 20%. 

A partir da situação hipotética apresentada, julgue o item que se segue.  


O aumento de vazão requerido pode ser obtido aumentando-se a rotação da bomba para 1.440 RPM. 

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Alternativa correta: C (Certo)

1. Tema central da questão:

Esta questão aborda leis de semelhança para bombas centrífugas, um conteúdo fundamental em Hidráulica e largamente cobrado em concursos da área de mecânica. Compreender como a variação da rotação de uma bomba afeta a vazão, a altura manométrica e a potência consumida é essencial para garantir o dimensionamento correto desses sistemas.

2. Resumo teórico:

As leis dos afinamentos (ou leis de semelhança) determinam que para uma bomba centrífuga:

  • Vazão (Q) é diretamente proporcional à rotação (N): Q₂/Q₁ = N₂/N₁
  • Altura (H) é proporcional ao quadrado da rotação: H₂/H₁ = (N₂/N₁)²
  • Potência (P) é proporcional ao cubo da rotação: P₂/P₁ = (N₂/N₁)³

Essas relações estão descritas em manuais como Fundamentos de Hidráulica (Streeter & Wylie) e normas técnicas da ABNT.

3. Justificativa da resposta correta:

Deseja-se aumentar a vazão em 20%, ou seja, Q₂ = 1,2 Q₁. Aplicando a lei:

Q₂/Q₁ = N₂/N₁ ⇒ 1,2 = N₂/1200

N₂ = 1,2 × 1200 = 1440 RPM

Portanto, aumentar a rotação para 1440 RPM permite alcançar a vazão desejada. A afirmação está correta.

4. Estratégias de interpretação:

Fique atento a palavras-chave como “proporcional” e às porcentagens citadas. Lembre-se sempre de transformar porcentagens em fator multiplicativo (20% = 1,2x). Evite assumir que potência ou altura também aumentam na mesma proporção da vazão: as leis são diferentes para cada parâmetro.

Conclusão:

O domínio das leis de semelhança em bombas facilita a resolução rápida de questões práticas e teóricas em provas. Ao praticar, sempre relacione as grandezas corretamente e revise as fórmulas periódicamente.

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Equações de semelhança para máquinas semelhantes.

Q2/Q1 = (n2/n1)(D2/D1)

https://www.feis.unesp.br/Home/departamentos/engenhariamecanica/intranet/capitulo6.pdf

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