Problema Resolvido: Carga Gerada por uma Bomba Hidráulica
Resumo da Resposta
A carga gerada pela bomba é aproximadamente 7,64 metros.
Fundamentação Teórica
Para resolver este problema, utilizamos a relação entre potência, vazão e carga em sistemas de bombeamento. A fórmula fundamental é:
P_{fornecida} = \frac{\gamma \cdot Q \cdot H}{\eta}
Onde:
| Símbolo | Grandeza | Unidade | Valor |
|---|
| P | Potência fornecida | Watts (W) | 4500 W |
| \gamma | Peso específico da água | N/m³ | 9810 N/m³ |
| Q | Vazão volumétrica | m³/s | 0,018 m³/s |
| H | Carga manométrica | metros (m) | ? |
| \eta | Eficiência | adimensional | 0,30 |
Análise Passo a Passo
1. Conversão de unidades:
- Potência: $4,5 \text{ kW} = 4500 \text{ W}$
- Eficiência: $30\% = 0,30$
- Peso específico da água: \gamma = 9810 \text{ N/m}^3
2. Rearranjo da fórmula:
Isolamos a carga H:
H = \frac{P \cdot \eta}{\gamma \cdot Q}
3. Substituição dos valores:
H = \frac{4500 \cdot 0,30}{9810 \cdot 0,018}
4. Cálculo:
H = \frac{1350}{176,58}
H \approx 7,64 \text{ m}
Interpretação Física
A carga manométrica representa a altura máxima que a bomba consegue elevar a água. Neste caso:
- A bomba fornece 4,5 kW de potência
- Com eficiência de apenas 30%, parte dessa energia é dissipada (perdas mecânicas, térmicas, etc.)
- O resultado indica que a água será elevada a aproximadamente 7,64 metros de altura
Conclusão
A carga gerada pela bomba é de aproximadamente 7,64 metros.
Este valor considera todas as perdas energéticas representadas pela eficiência de 30%, sendo um cálculo típico de engenharia hidráulica para dimensionamento de sistemas de bombeamento.