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OPERAES UNITRIAS .
APLICAO DE BALANO ENERGTICO PARA INSTALAES HIDRLICAS.
MANUEL F. BARRAL
SANTO ANDR , SETEMEBRO DE 2006
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1. Aplicao de balano energtico para uma instalao.
Figura 1. Instalao de bombeamento.
a) balano entre 1 e s ( entrada da bomba).
( )P vg
zP v
gz perdasc s s s s
1 12 2
12 2 + = + + +
,
(1)
( )H P vg
P vg
z perdass s s c s= + = +
21 1
2
12 2 , (2)
Hs = Altura manomtrica de suco.
( )H P vg
P vg
z z perdasd d d a b d= + = + + + +
22 2
2
22 2, (3)
Hd = Altura manomtrica de descarga;
H
= Hd - Hs
H
=
Altura manomtrica total
Fazendo (3 )- (2) temos:
bsdsd
sd zgvvPPHHH +++==
2
22
(4)
-
( ) ,, 2121
2212 )(2
++++
+
== perdaszzzgvvPP
HHH cbasd (5)
A equao (4) usada para o clculo da altura manomtrica de uma
bomba existente, ou ainda, utilizada para projeto de bomba de uma
instalao.
Observao 1.
Na equao de Bernoulli P presso absoluta. Os manmetros indicam a
diferena entre a presso absoluta e a atmosfrica. Assim na descarga
temos:
P P Pd man atm=+
na suco temos:
P P Ps atm vac=
P P P Pd s man vac =+
(6) Observao 2.
Pela lei da continuidade:
2211 *.*.. vAvAQ == 2211 ** vAvAQ ==
Como 4.
2DA pi= assim:
21
1*
*4DQ
AQ
vpi
==
Observao 3.
Tubulaes industriais so feitas normalmente em : ao carbono; ao
inoxidvel; ao liga;
Ao - carbono: utilizdos para o transporte de gua, vapor a baixa
presso, leos, gases e em geral fluidos pouco corrosivos. Para
evitar corroso alguns so galvanizados (depsito
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interno e externo de camada de Zn). No so adequados para
temperaturas superiores a 400 oC.
Ao -liga: e ao inoxidvel possuem outros elementos alm dos
existentes nos aos -carbono. So mais caros, a solda mais
complicada, porm podem ser recomendados para aplicaes que exigem
altas temperaturas; quando se utilizam fluidos corrosivos e por
questes de segurana.
Os tubos so construdos seguindo normas : ANSI.B.36.10 ( Ao -
carbono e aos liga); ANSI.B.36.19 (para ao inoxidvel);
Tubos seguindo a norma ANSI.B.36.10 podem ser encontrados com
dimetros nominais de 1/8 a 36.
Tubos seguindo a norma ANSI.B.36.19 podem ser encontrados com
dimetros nominais de 1/8 a 12.
O dimetro nominal (DN) no corresponde a nenhuma dimenso fsica do
tubo para DN de at 12. Dimetros nominais maiores que 14 in at 36 in
coincidem com o dimetro externo.
Para cada DN existem nmeros de sries (Schedule) distintas que
correspondem a espessuras de tubo distintas e portanto dimetros
internos diferentes.
Os nmeros das sries so definidos pela frmula Nmero de Srie (Sch)
= 1 0 0 0 *PS
onde :
P = presso de trabalho; S = tenso admissvel pelo material do
tubo;
Os nmeros de srie (Schedule number) so: 10; 20; 30; 40; 60; 80;
100; 120; 140 e 160. O mais comum Sch 40.
Figura 2. Dimetro Nomunal e Dimetrro Interno.
Exemplo 1. .Uma turbo bomba fornece uma vazo de400 m3/h com uma
tubulao de 12 in na aspirao e 10 in no recalque (ao no. srie 40S).
O manmetro situado acima do eixo
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da bomba indica uma presso de 3,1 kgf/cm2 e o vacumetro, 0,30 m
abaixo do eixo, acusa a presso de 0,4 kgf/cm2. sabendo-se que
fluido bombeado a 20 0C, calcular a altura manomtrica fornecida
pela turbobomba nessa vazo.
Q = 400 m3/h; Pd man = 3,1 kgf/cm2; H2O ; s = 12; Ps vac = 0,4
kgf/cm2; T = 20 oC; d = 10; ao -carbono Sch = 40S;
Exemplo 2. Calcular o valor da altura manomtrica para os vrios
sistemas esboados . Admitindo tubos de ao - carbono, Dn 2 Sch 40s
especificar uma bomba centrifuga de fluxo radial para os
sistemas
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Figura 3. Instalaes de Bombeamento.
