Sistemas Elevatórios
Aula 14
http://projects.ch2m.com/cedarps/
Esquema Típico de Instalação em uma Captação d´água de uma Motobomba Centrífuga (Para Alturas De Sucção Inferiores A 8 Metros)
Características Técnicas
Vazão = 15.600m3/h
Pressão = 25 m.c.a
Potência do motor = 2.100 CV
IBIRITERMO - Termo Elétrica de Ibirité Belo Horizonte/MG
Características Técnicas
Vazão: 2.790 m3/h
Pressão: 195,2 m
Potência do motor: 2.400 CV
Rotação: 1.200 rpm
COPASA - Companhia de Saneamento de Minas GeraisSistema de bombeamento de Água Rio das Velhas
Estação Elevatória de Água
Bomba não Afogada
Z
Hg L
rH
g2/V2r
Z1
-HS
hr H
CrZr
Z2
-hS sH
Zs
Cs
Zb
g2/V2s
Z
HgL
rH
g2/V2r
Z1
hr H
CrZr
Z2
hS
Zs Cs
Zb
g2
V2s
HS
sH
Bomba não Afogada
Altura Total de Elevação e Altura Manométrica
g2
V
g2
VHH
2s
2r
m
rsg HHHH
5.1
5.2
Potência do Conjunto Elevatório
QH8,9
)kw(Pot
75
QH10)cv(Pot
3
Onde:Q - (m3/s)H - (m)– rendimento global da bomba
m - rendimento global do motor elétrico
5.3
m
QH8,9)kw(Pot
m
3
75
QH10)cv(Pot
5.4
Dimensionamento Econômico da Tubulação
2
Dpe 5.5
Pressão interna Tensão de trabalho admissível do material
De Eq. Mariotte
e)eD(G m 5.6
2m pD)2
p1[
2G
5.7
Dimensionamento Econômico da Tubulação (Peso/unidade comprimento)
D
e
4
D
4
e4De4D
4
D
4
)e2D(A
22222
4
e4De4A
2 e)eD(A
2
Dpe
Dimensionamento Econômico da Tubulação
2m pD)2
p1[
2G
5.7
+
21 DC 5.8
Curvas Válvulas, registrosEscavação,assentamento
http://www.saint-gobain-canalizacao.com.br/
Tubulação em Ferro Fundido
e0 mínimo
2
pDKee 0
K<1 5.9
e)eD(G m 5.6
]2
pDKe[]
2
pDKeD[G 00m
5.10
5.11cbDaDC 22
5.12]D
e)eD([G m
Dimensionamento Econômico da Tubulação
Diâmetros <8”(200mm)
DC3 5.13
Tubulação de Recalque
D H Potência
D H Potência
$$$$
$$$$
$$$$
$$$$
Tubulação de Recalque
5.14LtCCusto i1
ATN)LJHg(Q8,9
Custom
2
5.14
5.8, 5.11 e 5.13 D
EnergiaElétrica
Adutora
Custo1
D Custo2
Tubulação de Recalque
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1
14
12
10
8
6
4
2
0
Curva 1+2
Curva 2Curva 1
Diâmetro (m)
Cus
to a
nual
De
Fórmula de Bresse
Hipótese: Custo da linha instalada comprimento L seja como na Eq.
5.13;diretamente proporcional ao diâmetro C1 = p1LD
O custo do conjunto motor-bomba seja diretamente proporcional à unidade de potência instalada (kw), na forma C2 = p2Pot
PotpLDpC 21Total
Usando Eq. 5.4, com rg HHH
m
25
21
)QDfL
0827,0Hg(8,9pLDpC
5.16
Fórmula de Bresse
0QD
fL05,4pLp
dD
dC 36
m21
5.17
3
m1
23
m1
26 Qf05,4
p
pQ
L
fL05,4
p
pD
K
)s/m(QK)m(D 3
Custo material;Mão de Obra;O&M;
0,7<K<1,3
Fórmula de Bresse
Eq. Muito simples usada para representar um problema muito complexo;
Em sistemas com D>6” deve ser tomado como primeira aproximação;
K cte => velocidade de recalque econômica (0,6-3,0m/s)
Aplicada em sistema de funcionamento contínuo 24;
Edifício – Reserva combate incêndio
NBR-5626-ABNT
)s/m(QX3,1)m(D 34r
X- fração do dia
24
ntofuncioname horas número
Exemplo 5.1
O projeto de um sistema elevatório para abastecimento urbano de água deverá ser feito a partir dos seguintes dados:a)Vazão necessária Q = 80 l/s;b)Altura geométrica a ser vencida Hg = 48m;c)Comprimento da linha de recalque L = 880m;d)Material da tubulação ferro fundido classe K7, rugosidade =0,4mm;e)Número de horas de funcionamento diário T=16 h;f)Número de dias de funcionamento no ano N=365;g)Taxa de interesse e amortização do capital 12a.a;h)Rendimento adotado para a bomba =70%;i)Rendimento adotado para o motor m=85%;j)Preço do quilowatt-hora A = R$0,031;
Exemplo 5.1
Uma pesquisa de preço de tubos, por unidade de comprimento, para 150mm<D<500mm levou à seguinte relação entre diâmetro e custo: Custo (R$/m)=0,042D(mm)1,4. Determine o diâmetro econômico de recalque.Com auxilio da Eq. 2.38 ou da tabela A2, pode-se calcular a perda de carga unitária e, em seguida, a perda de carga no recalque e a altura total de elevação pela Eq. 5.2, considerando somente a tubulação de recalque. Pela eq. 5.15, determina-se o custo anual com energia elétrica, para diâmetros na faixa de 150 a 500mm. O custo anual da tubulação é o produto custo unitário pelo comprimento da linha, multiplicando pelos encargos econômicos de 12% a.a.
Diâmetro (mm)
Reynolds J (m/m)H=Hg+JL (m)
Custo bombeamento
Custo tubulação
Custo anual tubulação
Custo total anual
150 679059.5 0.1790 205.50 49022.23 41139.57 4936.75 53958.98
200 509294.63 0.0396 82.84 19761.83 61542.33 7385.08 27146.91
250 407435.7 0.0124 58.87 14042.81 84110.07 10093.21 24136.01
300 339529.75 0.0048 52.21 12455.11 108567.97 13028.16 25483.27
350 291025.5 0.0022 49.90 11902.69 134718.50 16166.22 28068.91
400 254647.31 0.0011 48.95 11677.56 162411.19 19489.34 31166.90
450 226353.17 0.0006 48.52 11574.42 191526.77 22983.21 34557.63
500 203717.85 0.0003 48.30 11522.70 221967.80 26636.14 38158.83
Exemplo 5.1
Planilha Excel
0
10000
20000
30000
40000
50000
60000
100 150 200 250 300 350 400 450 500 550Diâmetro (mm)
Cu
sto
an
ua
l (R
$)
Custo bombeamentoCusto anual tubulaçãoCusto total anual
Exemplo 5.1
Bombas
Dinâmicas ou Bombas centrífugas
Puras ou radiais
Tipo Francis
Turbobombas Bombas de fluxo misto
Bombas de fluxo axial
Bombas periféricas ou regenerativa
Volumétricas Bombas Alternativas
Pistão
ou Êmbolo
Diafragma
Deslocamento Bombas rotativas
Engrenagens
Positivo Lóbulos
Parafusos
Palhetas Deslizantes
Classificação
Rotor de uma das Turbinas da Estação Hidroelétrica de Itaipu
Centrifuga Industrial
Bomba Usina TermoElétrica
Bomba Multiestágios
Tipo de rotores de bombas
Fluxo radial Fluxo misto Fluxo axialEixo deRotação Fluxo radial Fluxo misto Fluxo axialEixo deRotação
Bombas: Tipos e Características Rotação Específica
Língua
Voluta Carcaça
Impelidor
Admissão
CorbeturaOlho
Saída
Língua
Voluta Carcaça
Impelidor
Admissão
CorbeturaOlho
Saída
Olho
Suçcão simples Suçcão dupla
Olho Olho
Impelidor
Carcaça
Sucção simples Sucção dupla
Olho
Suçcão simples Suçcão dupla
Olho Olho
Impelidor
Carcaça
Sucção simples Sucção dupla
Sucção Simples e Duplo
Impelidor
Aberto Semi-Aberto Fechado
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