Adutoras  por  Recalque  

Hidráulica  Agrícola  Aula  do  dia  01  de  abril  de  2013  

GRANDEZAS CARACTERÍSTICAS DE BOMBAS ROTATIVAS CENTRÍFUGAS

Vazão  de  bombeamento  (Q)  Altura  manométrica  total  (AMT)  Rotação  (rpm)  Potência  absorvida  (P)  Eficiência  da  bomba  (η)  

VAZÃO  DE  BOMBEAMENTO    O  primeiro  passo  para   escolha  de  uma  bomba  é   a  

esGmaGva  da  vazão  que  a  mesma  deverá  fornecer.    Esta   informação  deve  ser  obGda  a  parGr  de   índices  

técnicos  existentes  na  literatura  (tabelas).     Os   fabricantes   geralmente   informam   a   vazão   que  

uma  bomba  é  capaz  de  fornecer  na  unidade  m3/h.    

NECESSIDADE  DE  ÁGUA  PARA  IRRIGAÇÃO  

DESSEDENTAÇÃO DE ANIMAIS

INFORMAÇÕES  RELEVANTES  PARA  SOLICITAÇÃO  DE  OUTORGA  

  No   uso   da   água   para   dessedentação   e  criação   extensiva   de   animais   só   deverá   ser  esGmada   a   vazão   de   captação,   não   se  considerando   relevante   o   lançamento   de  efluentes  oriundos  desta  aGvidade.    A  vazão  de  captação  para  fins  de  declaração  

de   uso   e   solicitação   de   outorga   será  equivalente  ao  produto  do  número  de  animais  criados   na   propriedade   pelo   consumo   diário  respecGvo.  

ALTURA  MANOMÉTRICA  TOTAL     A  Altura  manométrica   total   (AMT)   é   a   resistência  

total   existente   para   elevar   a   água   desde   o   ponto   de  captação  até  o  ponto  de  uElização.  

  A   função   da   bomba   é   transformar   energia  mecânica  em  energia  hidráulica  suficiente  para  vencer  esta  resistência.  

 Uma  bomba  não  cria  pressão,  ela  só  fornece  fluxo.  A  pressão  é  justamente  uma  indicação  da  quanEdade  de  resistência  ao  escoamento.    

ALTURA  MANOMÉTRICA  TOTAL:  COMPONENTES  

1.  Desnível  geométrico  de  sucção;  2.  Desnível  geométrico  de  recalque;  3.   Perda   de   energia   CONTÍNUAS   nas  tubulações  de  sucção  e  de  recalque;  4.  Perda  de  energia  LOCALIZADAS  na  sucção  e  no  recalque  5.   Necessidade   de   pressão   no   final   da  tubulação  

DESNÍVEL  GEOMÉTRICO  DE  SUCÇÃO  

1 2

1 – NÍVEL ESTÁTICO

2 – NÍVEL DINÂMICO

DESNÍVEL GEOMÉTRICO DE SUCÇÃO

Desnível geométrico de recalque

Expressões  para  determinação  da  Altura  Manométrica  da  Instalação    

COMPONENTES  TÍPICOS  DA  INSTAÇÃO  DE  BOMBAS  

PERDAS  CONTÍNUAS  E  LOCALIZADAS  

 As  perdas  congnuas  na  canalização  serão  calculadas  usando   as   equações   de  Hazen-­‐Willians   ou   Fair-­‐Whiple-­‐Siao  já  vistas  em  aulas  anteriores.  

  É   necessário   conhecer   o   comprimento   das  canalizações  de  recalque  e  de  sucção.  

  As   perdas   localizadas,   serão   calculadas   a   parGr   de  tabelas   de   comprimentos   ficgcios   de   peças   (métodos  dos  comprimentos  equivalentes).  

Potência  necessária  ao  funcionamento  da  bomba  (Pot)    

Potência  instalada  (N)  ou  potência  do  motor  

ADUTORA  POR  RECALQUE:EXEMPLO  DE  DIMENSIONAMENTO  

  Deseja-­‐se   captar   água   de   um   córrego   para   abastecer   um  reservatório   com   capacidade   para   150   m3.   Selecione   uma  bomba  que  atenda  às  necessidades  especificadas:  

  A   água   armazenada   será   usada   durante   o   dia   e   o  reservatório,   depois   de   vazio,   receberá   água   durante   a   noite,  das  21:00h  às  7:00h  do  dia  seguinte;  Desnível  de  sucção:  3  m  Desnível  de  recalque:  15  m  

ADUTORA  POR  RECALQUE:EXEMPLO  DE  DIMENSIONAMENTO  

Comprimento  da  tubulação  de  recalque:  250  m  Comprimento  da  mangueira  de  sucção:  4,5  m  Velocidade  máxima  desejada  para  a  água  na  tubulação:  v  =  1,5  m/s  Peças  que  deverão  fazer  parte  do  sistema:  •   válvula  de  pé  com  filtro  (1);  •   redução  excêntrica  (1),  •   ampliação  concêntrica  (1),  •   registro  de  gaveta(1)  •   válvula  de  retenção  (1).  

Solução  -­‐  Roteiro  

 1.   Determine   o   diâmetro   que   deverá   ter   a  tubulação   para   atender   à   exigência   de  velocidade  máxima;  

2.  Calcule  a  Altura  Manométrica  Total  (perdas  na   tubulação   +   perdas   localizadas   +   desnível  geométrico);  

3.   Escolha   uma   bomba   que   atenda   à   exigência  de   vazão   e   altura   manométrica   e   determine   a  potência   necessária   ao   acionamento   da   bomba  e  o  rendimento;    

 1.   Determine   o   diâmetro   que   deverá   ter   a  tubulação   para   atender   à   exigência   de  velocidade  máxima;  

ADUTORA  POR  RECALQUE:EXEMPLO  DE  DIMENSIONAMENTO  

Resolução:  Vazão  da  bomba  Volume  do  tanque  =  150  m3  

• Tempo  de  enchimento:  das  21  horas  às  7  horas  (período  noturno)  =  10  horas  • Vazão  a  ser  bombeada  =  150  m3  /  10hs    =  15  m3/hora  =  4,167  x  10-­‐3  m3/s  

Escolha  do  diâmetro  da  canalização  de  recalque.  

 Critério:    

V≤  1,5  m/s  Q  =  V.A  

4..

2DVQ π=

D =4.Qπ.V

=4 ⋅ 4,167×10−3

3,14 ⋅1,5= 0,059m

Escolha  do  diâmetro  da  canalização  de  recalque.  

SubsGtuindo  os  valores,  encontramos:  D  =  0,0595  m  

   O  diâmetro  comercial  superior  ao  valor  encontrado  

é   60   mm   e   será   adotado   para   a   canalização   de  recalque.  

  Para   a   canalização   de   sucção,   os   fabricantes  recomendam   o   diâmetro   comercial   imediatamente  superior,  que  é  75  mm.  

Fórmula  da  ABNT  (NB  –  92/66)  

•  DR=1,3(10/24)0,25150,5=0,068  m  

ADUTORA  POR  RECALQUE:EXEMPLO  DE  DIMENSIONAMENTO  

Altura  manométrica  total  (AMT)  • Perdas  localizadas  na  sucção  pelo  método  dos  comprimentos  equivalentes  (3  pol):  

Peça Diâmetro (mm)

Comprimento equivalente (m)

Válvula de pé com filtro (pvc)

75 26,8

Redução excêntrica (pvc)

75 0,85

Total 27,65

2.  Calcule  a  Altura  Manométrica  Total  (perdas  na   tubulação   +   perdas   localizadas   +   desnível  geométrico);  

ADUTORA  POR  RECALQUE:EXEMPLO  DE  DIMENSIONAMENTO  

Peça

Diâmetro (mm)

Comprimento equivalente (m)

Ampliação concêntrica

60

0,8

Registro de gaveta

60

0,9

Válvula de retenção

60

5,2

Total 6,9

"  Perdas localizadas no recalque pelo método dos comprimentos equivalentes (2 ½ pol):

Perdas  totais  na  canalização:       Devemos   somar   os   comprimentos   reais   de  canalização   (trechos   reGlíneos)   ao   comprimento  equivalente   referente   às   peças   (comprimento   ficgcio)  para  obter  o  comprimento  virtual.  

 O  comprimento  virtual  será  mulGplicado  pelo  valor  de  j  (perda  de  carga  unitária)  para  obtermos  as  perdas  na  canalização.  

  Como   os   diâmetros  s e l e c i o n a d o s   s ã o  superiores   a   50   mm   de  diâmetro,   usaremos   a  e q u a ç ã o   d e   H a z e n -­‐Willians,  com  coeficiente  C  =  140.  

852,1

87,4*646,10

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛=CQ

DJ

LvirtualJHf .=

J75  =  0,01327  (sucção)    Lvirtual75  =  27,65m  +  4,5  m  =  32,15  m  

Hf75  =  0,01327  x  32,15  m  ⇒  Hf75  =  0,43  mH2O    J60  =  0,0393    (recalque)  

 Lvirtual60  =  6,9m  +  250  m  =  256,9  m  Hf60  =  0,0393  x  256,9  m  =  10,1  mH2O    PERDAS  TOTAIS  NA  CANALIZAÇÃO:  

0,43  +  10,1  =  10,53  mH2O  

ALTURA MANOMÉTRICA TOTAL: •   2  m  (desnível  de  sucção)  •   7  m  (desnível  de  recalque)    •   10,53  mH2O  (perdas  na  canalização)  •   Não  há  necessidade  de  pressão  adicional  

=  19,53  mH2O  

 DADOS  PARA  ESCOLHER  A  BOMBA:  

Q  =  15  m3/h  AMT  ≈  20  mH2O  

3.   Escolha   uma   bomba   que   atenda   à   exigência  de   vazão   e   altura   manométrica   e   determine   a  potência   necessária   ao   acionamento   da   bomba  e  o  rendimento;    

ADUTORA  POR  RECALQUE:EXEMPLO  DE  DIMENSIONAMENTO  

Bomba  selecionada:  • Modelo  BC  –  92S  –  JC  • Potência  =  3CV  • Diâmetro  do  rotor  =  131  mm  • Rendimento  ≈  47%  • 60  Hz  • 3450  rpm  

SELEÇÃO  POR  TABELAS