Projeto de Bombeamento

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Projeto

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  • Projeto: Dimensionamento de uma estao de Bombeamento para um Bairro

  • Dimensionamento de uma estao de Bombeamento para um Bairro Componentes:Paulo LuzardoAirton MedeirosFlauber CarlosJames SilvestreAntonioni TardelliThiago Amsterdam

  • Este projeto tem como intuito ensinar ao aluno os passos serem tomados para o dimensionamento de uma estao de bombeamento desde da demanda at a bomba ,tomando como exemplo o abastecimento de gua de um pequeno bairro e tambm ,mostrar alguns tipos de bombas existentes.

  • Definio:

    Mquinas Hidrulicas so mquinas que trabalham fornecendo, retirando ou modificando a energia do lquido em escoamento.

  • 1. MQUINAS OPERATRIZES:

    Introduzem no lquido em escoamento energia de uma fonte externa.Transformam energia mecnica fornecida por uma fonte (um motor eltrico, por exemplo) em energia hidrulica.Caractersticas adicionadas ao lquido:presso e velocidade(exemplo: bombas hidrulicas)

  • 2. MQUINAS MOTRIZES:

    Transformam a energia hidrulica que o lquido possui em outra forma de energia e a transferem para o exterior.Exemplos: turbinas, motores hidrulicos, rodas dgua;

  • ESQUEMA DE INSTALAO HIDRELTRICA

  • 3. MQUINAS MISTAS:

    Mquinas que modificam o estado da energia que o lquido possui.

    Exemplos: ejetores (bombas injetoras) e carneiros hidrulicos.

  • BOMBAS HIDRULICAS so mquinas motrizes que recebem energia potencial de um motor ou de uma turbina e transformam parte dessa potncia em: Energia cintica (movimento) bombas cinticas Energia de presso (fora) bombas de deslocamento diretoAs bombas cedem estas duas formas de energia ao fludo bombeado, para faz-lo recircular ou para transport-lo de um ponto a outro.

  • So bombas hidrulicas em que importante o fornecimento de energia gua sob forma de energia de velocidade.

    Essa energia converte-se dentro da bomba em energia de presso, permitindo que a gua atinja posies mais elevadas dentro de uma tubulao.

  • TIPOS DE BOMBAS CINTICAS:

    Bombas Centrfugas:Fluxo radialFluxo mistoFluxo axial

  • Com a facilidade de acesso eletricidade e ao motor eltrico, as bombas cinticas do tipo centrfugas passaram a ser preferidas devido s seguintes razes: maior rendimento; menor custo de instalao, operao e manuteno; pequeno espao exigido para a sua montagem, comparativamente com as de pisto.

  • Tem-se principalmente uma ao de propulso que incrementa a energia de presso, alcanando os mesmos objetivos das bombas cinticas.

    Tipos:a) Movimento alternado (pisto)b) Rotativas

  • As primeiras bombas utilizadas em abastecimento de gua, eram do tipo de deslocamento direto, de movimento alternado a pisto, movimentadas por mquinas a vapor.

  • Bombas centrfugas: irrigao, drenagem e abastecimento.Bombas a injeo de gs: abastecimento a partir de poos profundos.Carneiro hidrulico e bombas a pisto: abastecimento em propriedades rurais.Bombas rotativas: combate a incndios e abastecimento domstico.

  • As BOMBAS CENTRFUGAS tem de um propulsor rotativo (rotor) que gira com grande velocidade dentro de uma caixa de metal, de forma espiral ou cilndrica, denominada corpo da bomba.

  • O Fluxo da gua no interior da bomba centrfuga pode tomar diferentes direes, o que faz com que sejam classificadas da seguinte forma: bombas de fluxo radial; bombas de fluxo axial; bombas de fluxo helicoidal ou misto.

  • A gua entra pela parte central do rotor onde lanada pelas ps deste e pela ao da fora centrfuga, para a periferia da bomba e, da, para o tubo de elevao.

  • Quando o lquido forado do centro para a periferia, h formao de vcuo, que imediatamente preenchido pela gua existente na canalizao de suco.

  • A presso atmosfrica local empurra a gua para dentro da canalizao de suco, j que em seu interior a presso menor, devido ao vcuo causado pela ao do rotor.Concluso:Embora o termo canalizao de suco seja bastante empregado, a presso atmosfrica que empurra a gua para dentro da bomba.

  • ROTOR:Elemento rotativo das bombas centrfugas; pode ser de ferro fundido, bronze ou inox, dependendo das condies de emprego.As bombas de fluxo radial podem ter rotores do tipo aberto, semi-aberto e fechado.

  • O rotor fechado tem as ps compreendidas entre dois discos paralelos, podendo ter entrada de um s lado (suco simples) ou de ambos os lados. mais eficiente que os outros tipos, porm recomendado para gua limpa.

  • O rotor aberto tem ps livres na parte frontal e quase livres na parte posterior.No rotor semi-aberto, as ps so fixadas de um lado num mesmo disco, ficando o outro lado livre.Estes dois tipos de rotores destinam-se a bombear lquidos viscosos ou sujos (com partculas slidas em suspenso), pois dificilmente so obstrudos.

  • Feita geralmente em ferro fundido abriga o rotor em seu interior.As carcaas das bombas de escoamento radial podem se apresentar como CARACOL (voluta ou espiral) ou turbina (circular) e para as bombas de escoamento axial e misto, o formato geralmente cilndrico.

  • As carcaas em forma de CARACOL so projetadas para que a vazo de escoamento em torno da periferia do rotor seja constante e para reduzir a velocidade da gua ao entrar na canalizao de recalque.Nas bombas do tipo turbina os rotores so rodeados por palhetas guia que reduzem a velocidade da gua e transformam a altura cintica (velocidade) em altura piezomtrica (presso).

  • Eixo; Mancais ou rolamentos; Selo mecnico: funo de vedao. Gaxetas: anis de amianto com a funo de impedir vazamentos ou entrada de ar. Deve gotejar 2 a 6 gotas por minuto;SELO MECNICO

  • H0= 50m (Altura esttica);Ls= 15m (comprimento das partes retas da suco);LR = 4,5km = 4500m (comprimento das partes retas do recalque);Tubo de ferro fundido novo.

  • Populao: 4000 habitantes;1 Creche com 120 pessoas1 Hospital: 20 leitos;1 Mercado: 2000m;3 Escolas: 500alunos /escola;2 Restaurantes: 3 refeio/dia x restaurantes;1 lavanderia: 30 l /kg10 estabelecimentos comerciais com 6 pessoas cadaOutras Atividades: 15.000 l/ dia;

    Demanda

  • CALCULO DA VAZO:Consumo dos habitantes: -Populao: 4000 habitantesAdmitindo:Q1= 250 l/ dia x habitantesQ1= 250 x 4000 Q1= 1000000 l/ diaCreche:1Creche : 50 l /dia x capitaQ2= 50 l/dia x per capitaQ2= 50 x 120Q2= 6000 l/diaConsumo do hospital:1 Hospital: 20 leitos Q3= 250 l/dia x leitoQ3= 250 x 20Q3=5000 l/ dia

  • Consumo dos restaurantes:Restaurantes: 3 refeio/dia x restaurantesQ4= 250 l/ dia x refeioQ4= 250 x 3 x 2Q8= 1500 l/diaLavanderia1 lavanderia: 30 l / kgQ5= 30 l/kg x kg de roupaQ5= 30 x 150 Q4=4500 l/ diaConsumo dos Mercados1 Mercado: 5 l / mQ6= 2000 m x 5 Q6= 10000 l/diaConsumo das Escolas: 3 Escolas: 500alunos / escola;Q6= 500 x 3 x 50Q6= 75000 l/dia

  • Estabelecimentos comerciais10 Estabelecimentos comerciais com 6 pessoas / estabelecimento:Q7= 10 x 6 pessoas x 50Q7= 3000 l/diaOutras atividadesQ8= 15000 l/diaConsumo TotalQ= Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6+Q7+Q8 Q=1120000 l/dia

    Q=1120000 /( 1000 x 24) = 46,67 m3 / h / (3600)=0,012963 m3 / s

  • DR = k x Q

    Adotando k =1, tem-se: DR = 1 x 0,0,012963 DR = 0,114 m Para tubos de ferro fundido: S = 125 mm r = 100 mm

  • Comprimento virtual da suco: PEAS DA SUCO:01 vlvula de p e crivo ------- 39,0 m 01 curva longa de 90 R/D = 5 -------- 1,6m Comprimento de tubulao reta na suco ------- 15,0m

  • Comprimento virtual da suco:Lvs = 55,6m = 0.0556km Perda de Carga unitria da sucoUtilizando o baco de Hazen Williams, tem-se: Para Q = 12.963 l/s; S = 125mm j/k (c=100)s x k(c=120)j/k (c=120)s = 19 x 0,713 = 13,547m / kmPerda da carga na suco:HS = 13,547 x 0.0556 = 0,753 m

  • Comprimento Vertical do Recalque:PEAS DO RECALQUE:04 curva 90 R/D = 1 ------ 4 x 1.6 = 6,4m 01 vlvula de reteno tipo leve ------ 8,4m01 registro de gaveta aberto ------ 0,7m03 curva de 45 ------ 3 x 0,7 = 2,1mSada de Canalizao ------ 3,2mComprimento de tubulao reta no recalque ------ 4500mComprimento virtual do recalque Lvr = 4520,8m =4,5208km

  • Perda de Carga unitria no recalque: Para Q=12,963 l/s: r = 100mm j/k(c=100)r = 45 m/km vr= 1,57 m/s c=120 k=0,713 logo:j/k(c=120)r = j/k(c=100)r x k(c=120) j/k(c=120)r = 40 x 0,713 j/k(c=120)r=28,52m / kmPerda da carga no recalque:Hr =28,52 x4,520 Hr = 128,93m

  • H= 0,753+ 128,93H= 129,68mAdicionando uma margem de segurana de 10% tem-se:H= 1,1 x 129,68H= 142,65m

  • Para presso na seco igual a presso do recalque temos logo: HMan= H0+ HHMan = 50 + 142,65HMan = 192,65m

  • Escolha primria da bomba:Q= 46,67 m3 / h =0,012963 m3 / s = 12,963 l/s= e HMan= 192,65mPara o fabricante Bombas IMBIL:Bomba centrifuga srie BEW 80/10, rendimento = 64%.

  • Pot = x HMan / 75 Para temperatura de 35 C,o peso especifico da gua = 994 kgf /m3 Pot = 994 x 0,012963 x 192,65/ (75 x 0.64) = 51,71 CVUsando uma margem de segurana para potncia de 20CV de 10% tem-se:Pot = 1,1 x 51,71 = 56,88 CVLogo a potncia a ser instalada de acordo com os motores eltricos fabricados no Brasil ser: Pot instalada= 60 CV

  • Uma bomba centrfuga com bocais flangeados, de eixo horizontal, Marca IMBIL, modelo BEW 80/10, de monoestgio com rotores fechados, para recalque de gua fria neutra a uma temperatura de 35C.Dimetro de suco = 125 mm;Dimetro de recalque =100 mm;Dimetro do rotor = 202,5mm;Rendimento = 64%;

  • Motor eltrico de 60CV, com quatro plos 60 hz, 1750rpm,. Vazo = 46,67m3 / h;Altura manomtrica total = 192,65m;NPSH requerido = 2,36m.

  • Para A = 50mPa / = 10- 0,0012 x A Pa / = 10- 0,0012 x 50 = 9,94m

    Para T = 35C: = 994 kgf/ m2 e Pv = 0,0572 kgf/ cm2 Pa / = 572 / 994 = 0,575m

  • Perda da car