Projeto 1- Sistema de Bombeamento de Edificios

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    1. Introdução

    O sistema de abastecimento d’água é um serviço constituído de um conjunto de

    sistemas hidráulicos e instalações responsáveis pelo suprimento de água para

    atendimento das necessidades da população de uma comunidade.

    O projeto dos sistemas prediais de água fria deve ser feito de forma a garantir que a

    água chegue a todos os pontos de consumo sempre que necessário em quantidade e

    qualidade adequadas ao uso. !lém disso deve permitir a rastreabilidade e acessibilidade

    ao sistema em caso de manutenção.

    ! elaboração de um projeto de abastecimento de água e"ige o conhecimento das va#ões

    de dimensionamento das diversas partes constitutivas do sistema. $or sua ve# a

    determinação dessas va#ões implica no conhecimento da demanda de água no edifício

    que é função%

    • &o n'mero de habitantes a ser abastecido(

    • &a quantidade de água necessária a cada indivíduo.

    Os problemas de dimensionamento das canali#ações estruturas e equipamentos

    implicam em estudos diversos que incluem a verificação do consumo médio por pessoa

    a estimativa do n'mero de habitantes a ser beneficiado e as variações de demanda que

    ocorrem por motivos vários.

    &entro desse conte"to este projeto de sistema predial de água fria foi baseado em

    recomendações contidas na )orma *rasileira )*+,-/01- , 23nstalações $rediais de4gua 5ria6.

    1/ Objetivo

    •$rojetar um sistema de distribuição de água de um edifício por meio de tubulações e

     bomba e demais características para um funcionamento adequado.•5ornecer água aos usuários de forma contínua e em quantidade suficiente.•$reservar a qualidade da água

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    •7anter pressões e velocidades adequadas ao funcionamento das peças e aparelhos.•7inimi#ar os ruídos•$roporcionar conforto aos usuários

    /   Descrição do Edifício

    D0os 23s5os so2 o 9o n5on0;.s n0 02l0 0200dia

     ); de habitantes

    $or apartamento

    --

    #/ Sistema

    O sistema do prédio é composto por%

    • ?m alimentador com válvula de b@ia

    • +eservat@rio inferior 

    • +eservat@rio superior 

    • 3nstalação de elevação

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    • +ede de distribuição

    =ada prédio conta com um reservat@rio de água locali#ado na sua parte posterior esse

    reservat@rio é equipado com um sistema de b@ia que irá controlar a entrada de água no

    reservat@rio. !bai"o do reservat@rio está locali#ada a bomba que por se encontrar a umaaltura inferior a do reservat@rio esta se encontra afogada. !p@s a água chegar A bomba

    segue até a cai"a d’água através dos encanamentos onde esta possui um sistema de

     b@ias.

    Buando o reservat@rio superior estiver em seu nível má"imo e a instalação se encontrar 

    desligada ocorre o início do ciclo de funcionamento desse sistema. Buando o nível de

    água que se encontra na cai"a d’água for mínimo a instalação elevat@ria é acionada e

    desliga quando estiver num nível má"imo. &esta forma havendo consumo na rede de

    distribuição o nível da água no reservat@rio superior desce até atingir o nível de ligação

    CmínimoD acionando a instalação elevat@ria a qual será novamente desligada quando a

    água voltar a atingir o nível má"imo encerrando o ciclo. $aralelamente quando ocorre

    o acionamento da instalação elevat@ria a válvula de b@ia do alimentador predial abre,se

     parcial ou totalmente e o reservat@rio inferior passa a ser alimentado pela rede de

    abastecimento p'blica. Este sistema impede que a água entre no reservat@rio em

    quantidade desnecessária.

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    4/ Dimensionamento

    4/1 Vazão

    P00 05=0 0 >0?@o o 5ons0o u ; 500 000;no =3

    5n5o sso0s/ Co; 20s n@os >0los 0 02l0 020l s;0 o5onsu;o 3o 3u0 00>9s 0 sun F;ul0:

     

    onde

    =& F consumo diário total Cl0diaD

    = F consumo diário per capita Cl0diaD

    $ F população do edifício CpessoasD

    5igura 9G H Estimativa de consumo diário de água.

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    !dotando um consumo médio de /99 l0dia 2per capita6 e um n'mero

    de cinco pessoas por apartamento para um total de : apartamentos temos um total de

    :999 l0dia. $ara combate a incIndio é necessário um aumento de /9J da capacidade

    do reservat@rio logo o reservat@rio terá que ter uma capacidade de :1/99 l. Estimando

    que o abastecimento da rede p'blica falte por dois dias a capacidade do reservat@rio

    requerida passa a ser KL

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    5igura L ,Rráfico Mul#er para escolha dos diPmetros dos encanamentos de sucção e derecalque

    O gráfico acima apenas fornece o diPmetro interno da tubulação para

    a especificação da mesma foi consultado o catálogo da 8igre para verificar a disponibilidade

    do encanamento no mercado desta forma obtivemos que%

    8abela 9/ H Sa#ões má"imas das tubulações soldáveis e roscáveis. =atalogo técnico$redial 4gua fria H 8igre M.! 8ubos e cone"ões.

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    4/ Ins0l0@o

    !bai"o estão listadas as cotas presentes nas instalações como também

    seus acess@rios. 8anto a tubulação quanto os acess@rios desta instalação são de $S=

    rígido.

    N0 0s0@o:

    • haF ,9- m(• 3aCcomprimento desenvolvidoDFK1 m.• : +egistro de gaveta(• < joelhos de 19T(• : Entrada de borda(

    No 50lu

    • hr F:/-m• 3r Ccomprimento desenvolvidoDF:KKm• : +egistro de gaveta(

    • : Sálvula de +etenção tipo leve(• : Maída de canali#ação(• < joelhos de 19T(

     m

    8abela 9K H $erdas de carga locali#ada H Mua equivalIncia em metros de tubulação de$S= rígido. E"traída do =atalogo técnico $redial 4gua fria H 8igre M.! 8ubos e

    cone"ões.

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    8abela 9K H $erdas de carga locali#ada H Mua equivalIncia em metros de tubulação de$S= rígido. E"traída do =atalogo técnico $redial 4gua fria H 8igre M.! 8ubos e

    cone"ões.

    4/# Es5ol=0 0 2o;20 00 0 ns0l0@oO tipo de bomba usada no sistema será uma centrífuga para

    instalações de água potável. &everá ser determinada a potIncia  N   do motor que a

    aciona. $ara isso é preciso calcular primeiramente a altura monométrica correspondente

    a instalação

    4/#/1 Alu0 ;0no;950Para o cálculo da altura monométrica é utilizada a seguinte

    expressão

    Os valores de Ua  e Ur   foram calculados separadamente mesmos os

    diPmetros de aspiração e recalque sendo iguais pois facilitará na identificação de

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     possíveis erros. ! seguir estão agrupadas separadamente as grande#as referentes A

    aspiração e ao recalque.

    Alu0 o0l As0@o H0

    =0, altura estática de aspiração CmD ,9-

    =omprimento real do tubo de aspiração comdiPmetro de 0lns 00 4! ;;

    , : registro de gaveta

    , : entrada de borda

    , < joelhos de 19T

    9<

    :L

    L9

    =omprimento real :

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    , : saída de canali#ação :<

    =omprimento real /L

     )o ábaco do catálogo técnico $redial 4gua fria H 8igre M.!8ubos e cone"ões para BF:< l0s e &F

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    5igura 91 H 4baco para cálculo de perda de carga em tubulações de $S= rígida.E"traída do =atalogo técnico $redial 4gua fria H 8igre M.! 8ubos e cone"ões.

    4/#/ )lo50 s550

    $rimeiramente foi determinada a rotação da bomba através da

    seguinte f@rmula%

    onde

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    f , freqXIncia(

     p , nT de p@los(

    $ara o cálculo da velocidade específica a altura dinPmica será igual a

    altura manométrica umas ve# que os diPmetros são iguais tanto na admissão quanto no

    recalque. !ssim temos%

    onde

    B , va#ão em mK0s

    Uu , altura dinPmica(

    =omo nsJ '! temos que a bomba selecionada será centrífuga pura.

    4/#/# Cu>0 o n50n0;no

    $ara o cálculo da curva do encanamento será utili#ada a seguinte

    f@rmula%

     J h g 

    V V  J  J h H  er aeu   +=

    −+++=

    /

    /

    9

    /

    K

    $ara esse sistema temos que a velocidade de admissão é igual Avelocidade de recalque. $ara o diPmetro de

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    $redial 4gua fria H 8igre M.! 8ubos e cone"ões e encontrar V: e V/ e calcular a perda de

    carga na admissão e no recalque para diferentes va#ões. ! identificação desses

     parPmetros se encontra nos ane"os.

    8abela 9< H =urva do encanamento

    !través do catálogo digital da 3mbil entramos com os valores

    requisitados e escolhemos uma das bombas recomendadas. ! bomba escolhida foi a 3)3

    /-,:-9.

    5igura :9, Meleção da bomba

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    5igura :: H *omba selecionada

    5igura :/ H &imensões da bomba

    !través do gráfico abai"o foi possível obter os seguintes dados%

    8abela 9- H &ados da curva da bomba

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     8abela 9 , $otIncia motri# consumida corrigida CQivro *.3.*. 7acintNre página 1D%

    !ssim

    .

    =onsultando a tabela K:.- pág. 1K do livro *.3.*. 7acintNre de

    motores de indução trifásica //9 S temos disponível comercialmente o motor de : cv

     portanto essa será a potIncia utili#ada.

    5igura :-, =urva de potIncia

    19

    $otIncia 7otri# =alculada CcvD !créscimo CJD

    !té / -9

    K a - K9

    a :9 /-

    :: a /- :-

    !cima de /- :9

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    8abela 9G H $ressão de vapor da água

    $ela tabela G temos que hvF9 /K1 m.c.a. $ortanto

    $elo softZare da 37*3Q temos a seguinte curva do )$MUr .

    5igura : HRráfico do )$MUreq

    ! partir da figura :- obtemos a seguinte tabela

    8abela 9G, )$MUreq

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    $ara a obtenção da curva do )$MUdisponível foi utili#ada a tabela K deonde foi obtido os seguinte dados.

    8abela 9L H )$MUdisp

    ?ma bomba para operar sem os riscos de cavitação necessita que olíquido possua uma energia residual mínima ou seja a bomba deve ter seu )$MUinferior ao )$MUdisponível  pela instalação para que opere em condições favoráveis deoperação.

      !través dos valores das tabelas do )$MUreq e do )$MUdisp foi gerado ográfico abai"o.

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    6/ Co;00@o 5o; 0 ns0l0@o

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    O subtotal se refere a apenas ao custo dos componentes do sistema

     portanto a planilha não cogita todo o custo necessário para a instalação visto que ainda

    devem ser considerados os custos de mão,de,obra Cdiárias refeições etc.D e outros tipos

    de materiais.

     !a"ela 8 # Planil$a de custos

    %r&amento

    'escri&ão (a"ricante Pre&o

    )nitário

    *td )nidade +usto !otal ,-./

    1 +on0unto

    oto"om"a

    1c

    m"il 1 P -.

    2 -egistro de

    gaeta

    -. 41 2 1 P -. 412

    3 oel$o 9 !igre -. 12 8 P -. 816

    4 álula de

    reten&ão

     !igre -. 2214 1 P -. 2214

    5 !u"os de P+

    # 11:4;

     !igre -. 1625

    ,6metros/

    18 metros -. 4875

     Su2 . "o0l

    R$

    8/ Con5lus@o

    O atual projeto permitiu a utili#ação de alguns conceitos relacionados A mecPnica dosfluidos em especial a hidrostática aplicada ao dimensionamento de um sistema de

     bombeamento.

    &urante todo o projeto primou,se pelo desenvolvimento de um sistema simples e baratoque mantivesse íntegra as questões como confiabilidade e segurança de forma que o

    cliente pudesse usufruir do sistema sem comprometer a operação e conforto doscond[minos na utili#ação da água. )em todos os fabricantes tanto de tubulação como de bombas possuem catálogos com

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    todas as informações necessárias A tomada de decisão para a seleção do modelo ap@s oequacionamento de todas as variáveis necessárias ao projeto.

    !p@s o desenrolar de todo o projeto poderia ser feita uma comparação com o sistema jáe"istente no empreendimento porém as informações necessárias para essa comparaçãonão puderam ser obtidas com e"atidão preferindo assim a posição de não reprovar ou

    aprovar o sistema já instalado. 5oi verificada a situação de improviso quanto Atubulação e mesmo a fi"ação das bombas que é ine"istente para as duas instaladas.

    Em relação ao projeto desenvolvido pode,se constatar a e"equibilidade dos resultados eum sistema confiável e coerente foi obtido sendo assim considerado satisfat@rio odesenvolvimento do sistema contemplado neste relat@rio.

    =omo o edifício estudado apresenta quatro andares o diPmetro de aspiração e aspiraçãosão idInticos sendo iguais a