Hidrantes - Aula
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1)Determine o volume mínimo do reservatório e a RTI de uma edificação em alvenaria
destinada a Shopping Center com área total construída de 12.000m2.
2)Determine o volume mínimo do reservatório e a RTI da seguinte edificação: A = Biblioteca –
2.000m2 B = Refeitório – 500m2 C = Escola – 6.000m2 D = Quadra Coberta – 3.000m2
1° Passo - Enquadrar a edificação à classe de risco (NPT 014)
2° Passo – Determinar o Tipo de Sistema a ser adotado
3° Passo – Determinar as características do Tipo de Sistema a adotado
4° Passo – Determinar os componentes do sistema adotado:
5° Passo – Distribuir os hidrantes na edificação conforme os critérios adotados e exigências da
NPT 022:
6° Passo – Efetuar o pré-lançamento da tubulação da rede de hidrantes
7° Passo – Elaborar Isométrico da rede de hidrantes
8° Passo – Determinar o hidrante mais desfavorável e mais favorável para cálculo do sistema
de Hidrantes
9° Passo – Determinar a vazão e a pressão mínima no hidrantes mais desfavorável
Vazão mínima: 150 LPM
Pressão mínima: Depende da curva de desempenho do esguicho adotado.
Para o exemplo vamos adotar o esguicho regulável CAC 1.1/2” conforme apresentado a seguir
Vazão e pressão mínima – H-01:
Vazão mínima: 180 LPM
Pressão mínima: 30,0 mca (na entrada do esguicho)
Alcance do jato: 10,0 m (obs.: 45º)
Esguicho CAC 1.1/2” - Reunidas
10° Passo – Determinar a perda de carga na mangueira e a pressão no
ponto H-01:
Q = 180 LPM
Mangueira = 1.1/2”
L=30,0 m
P(H-01) = P(esguicho) + Hp (mangueira)
Equação de Universal (Darcy-Weissbach)
Perda de carga na mangueira:
J = f x V2 /(2g x D )
J = 0,022 x (0,003 / 0,0011)^2 /(2 x 9,81 x 0,038)
J = 0,2195m/m
Hp (mangueira) = 0,2195m/m x 30,0m
Hp (mangueira) = 6,58 mca
Pressão no Ponto H-01:
P(H-01) = P(esguicho) + Hp (mangueira)
P(H-01) = 30,0 + 6,58
P(H-01) = 36,58 mca
11° Passo – Determinar o diâmetro do ramal de alimentação do H-01:
O ramal de alimentação dos hidrantes deve possuir diâmetro mínimo de
2.1/2”*, e velocidade máxima de escoamento de 5,0m/s. * A NPT 022 admite diâmetro de 2” desde que atenda a velocidade máxima de escoamento e
desempenho hidráulico.
12° Passo - Determinar a velocidade V(H1-A) no segmento H1-A:
V(H1-A) = Q(H1-A) / A(H1-A)
V(H1-A) = 0,003 / 0,0031
V(H1-A) = 0,97 m/s V < 5,0m/s = OK!
13° Passo – Determinar a perda de carga no trecho H1-A e a Pressão no
ponto A: Q = 180 LPM
Ø = 2.1/2”
L = Real + Equivalente
P(A) = P(H-01) + Hp (H01-A)
Equação de Hazen-Willians
L (real) = 0,2 + 1,2 + 0,5 +1,0 + 50,0 = 52,9 m L (equivalente) = 1 RA + 2 CT 90º + 1 TSL + 1 TSB
L (equivalente) = 1 RA + 2 CT 90º + 1 TSL + 1 TSB
L (equivalente) = 1 x 10,0 + 2 x 2,0 + 1 x 4,3 + 1 x 4,3
L (equivalente) = 10,0 + 4,0 + 4,3 + 4,3
L (equivalente) = 22,6 m
Comprimento real + equivalente (H1-A)
L (real + equivalente) = 52,9 + 22,6
L (real + equivalente) = 75,50 m
Perda de carga no trecho H01-A: J = (10,65 x Q^1,85) /(C^1,85 x D^4,87 )
J = (10,65 x 0,003^1,85)/(100^1,85 x 0,063^4,87 )
J = 0,0229m/m
Hp (H01-A) = 0,03218m/m x 75,50m
Hp (H01-A) = 2,43 mca
Pressão no Ponto A:
P(A) = P(H-01) + Hp(H01-A)
P(H-01) = 36,58 + 2,43
P(H-01) = 39,01 mca
14° Passo – Determinar a Vazão no H-02
Q(H-02) = ? LPM
Ø = 2.1/2”
L = Real + Equivalente
P(A) = 39,01 mca
P(Esg. H-02) = 39,01 – Hp(A-H02) – Hp(mangueira)
Solução? – Equação em função da Q e P
P(Esg. H-02) = 39,01 – Hp(A-H02) – Hp(mangueira)
P(Esg. H-02) = 39,01 – (10,65x(Q^1,85)x"L") / (C^1,85 x D^4,87) - (f x (Q/A)^2 x L)/(2gxD)
L (real) = 0,20 + 1,20 + 0,50 + 1,0
L (real) = 2,90
L (equivalente) = 1 RA + 2 CT 90º
L (equivalente) = 1 x 10 + 2 x 2,0 = 14,0
L (real + equivalente) = 16,90m
Fator “K” de descarga
Fator que define a capacidade de vazão do ramal.
K = Q / √P
K = fator “K” em (LPM/√ bar)
Q = vazão em (LPM)
P = pressão em (bar)
P(K) = P(H-01) + Hp(H01-K)
P(K) = 36,58 + 10,65 x 0,003^1,85 x 16,90 100^1,85 x 0,063^4,87
P(K) = 36,58 + 0,543
P(K) = 37,12 mca
P(K) = 3,712 bar
P(Esg. H-02) = 39,01 – (25,26 x Q^1,85) – 691.359,67xQ^2
K = Q / √ P
K = 180 / √ 3,712
K = 93,43
Com o valor do fator “K” do ramal e a Pressão no ponto “A” podemos
determinar a vazão em H-02
K = Q(H-02) / √ P
93,43 = Q(H-02) / √ 3,901
Q(H-02) = 184,53 LPM
15° Passo – Determinar o diâmetro do trecho MB-A
O ramal de alimentação dos hidrantes deve possuir diâmetro mínimo de
2.1/2”*, e velocidade máxima de escoamento de 5,0m/s.
16° Passo - Determinar a velocidade V(MB-A) no segmento MB-A:
V(MB-A) = Q(H1-A) / A(H1-A)
V(MB-A) = 0,00607 / 0,0031
V(MB-A) = 1,96 m/s V < 5,0m/s = OK!
17° Passo – Determinar a perda de carga no trecho MB-A e a Pressão no
ponto MB Q = 364,53 LPM Ø = 2.1/2” L = Real + Equivalente
P(MB) = P(A) + Hp (MB-A)
L (real) = 26,0 + 52,0 +20,0 = 98,0 m
L (equivalente) = 2 CT 90º + 1 TSL + 2 VRH + 2 RG + 2 TPD L (equivalente) = 4,0 + 4,3 + 10,4 + 0,8 + 2,6 = 22,10m
Comprimento real + equivalente (MB-A) L (real + equivalente) = 98,0 + 22,10 L (real + equivalente) = 120,10 m
Perda de carga no trecho MB-A
J = (10,65 x Q1,85 )/(C1,85 x D4,87)
J = (10,65 x 0,00607^1,85) /(100^1,85 x 0,063^4,87)
J = 0,1184m/m
Hp (H01-A) = 0,1184m/m x 120,10m
Hp (H01-A) = 14,22 mca
Pressão no Ponto MB
P(MB) = P(A) + Hp (MB-A)
P(MB) = 39,01 + 14,22
P(MB) = 53,23 mca
18° Passo – Determinar a perda de carga no trecho S-MB Q = 364,53 LPM Ø = 2.1/2”
Hp(S-MB) = 0,0021x Q1,85 / D4,87 x L (real+equivalente)
Hp(S-MB) = 0,0021 x 0,006071,85/ 0,0634,87 x 17,10
Hp(S-MB) = 2,0 mca
19° Passo Determinar o desnível geométrico Para se determinar o desnível geométrico total no presente exemplo, será considerada a
situação mais desfavorável, que corresponde à diferença de nível entre a fundo do
reservatório e RA do H-01 (mais desfavorável
Desnível geométrico:
� Hg(R-H-01) = +10,0 mca
20° Passo Determinar a altura manométrica total
Hm(T) = P(MB) + Hp(s) + Hg
Hm(T) = 53,23 + 2,0 + (-10,0)
Hm(T) = 45,23 mca
21° Passo Selecionar a moto-bomba
Altura manométrica total = 45,23 mca Vazão = 364,53 LPM = 21,87 m3/h
Bomba selecionada: Marca: KSB
Modelo: 32-160.1 Rotor: 169mm Potência: 7 cv
Bomba de pressurização (Jockey):
Recomenda-se que a pressão de acionamento da bomba de pressurização (jockey) seja 35,0
kPa (3,5mca) maior que a pressão da bomba principal.
Segundo a NPT 022 e a NBR 13.714 a vazão máxima da bomba de pressurização deve ser de 20
L/min (1,2m3/h).
Bomba de pressurização:
Hm = 45,23 + 3,50 = 48,73 mca
Q = 1,2m3/h
22° Passo – Determinar a pressão no H-03, o mais favorável:
Hm = Pcs + Pcr + Pcm + Pd + Dg
Hm = (1.494,72 x Q^1,85 x L) + (1.494,72 x Q^1,85 x L) + 23.045,32 Q^2x L) + Pd + Dg
Hm = (1.494,72 x Q^1,85x 17,10) + (1.494,72 x Q^1,85 x 84,3) + 23.045,32 Q^2x 30) + Pd + Dg
Hm = 25.559,71 x Q^1,85 + 126.004,89 x Q^1,85 + 691.359,60 x Q^2 + Pd + (-10,0)
Q = 180 LPM
Hm = 0,55 + 2,71 + 6,22 + Pd – 10,0
Q = 220 LPM
Hm = 0,79 + 3,93 + 9,29 + Pd – 10,0
Q = 260 LPM
Hm = 1,08 + 5,35 + 12,98 + Pd – 10,0
Hm = 25.559,71 x Q^1,85 + 126.004,89 x Q^1,85 + 691.359,60 x Q^2 + Pd + (-10,0)
Q = 180 LPM
Hm = 0,55 + 2,71 + 6,22 + 30,0 – 10,0 = 29,48 mca
Q = 220 LPM
Hm = 0,79 + 3,93 + 9,29 + 45,0 – 10,0 = 49,01 mca
Q = 260 LPM
Hm = 1,08 + 5,35 + 12,98 + 58,0 – 10,0 = 67,41 mca
Conforme verificado na curva de funcionamento da bomba, o Hidrante mais favorável
apresentou a seguinte vazão:
Q = 14,0m3/h
Q = 233,33 LPM
P = 47,0 mca
23° Passo – Calcular o retorno para testes:
Para o cálculo do retorno para testes, adotar o mesmo procedimento utilizado para o cálculo
do Hidrante mais favorável, por meio da seguinte equação:
Hm = Pcs + Pcr + Psaída + Dg
C = coeficiente de rugosidade (FG 10 anos = 100)