Sistemas Elevatórios Aula 14

Sistemas Elevatórios

Aula 14

http://projects.ch2m.com/cedarps/

Esquema Típico de Instalação em uma Captação d´água de uma Motobomba Centrífuga (Para Alturas De Sucção Inferiores A 8 Metros)

Características Técnicas

Vazão = 15.600m3/h

Pressão = 25 m.c.a

Potência do motor = 2.100 CV

IBIRITERMO - Termo Elétrica de Ibirité Belo Horizonte/MG

Características Técnicas

Vazão: 2.790 m3/h

Pressão: 195,2 m

Potência do motor: 2.400 CV

Rotação: 1.200 rpm

COPASA - Companhia de Saneamento de Minas GeraisSistema de bombeamento de Água Rio das Velhas

Estação Elevatória de Água

Bomba não Afogada

Z

Hg L

rH

g2/V2r

Z1

-HS

hr H

CrZr

Z2

-hS sH

Zs

Cs

Zb

g2/V2s

Z

HgL

rH

g2/V2r

Z1

hr H

CrZr

Z2

hS

Zs Cs

Zb

g2

V2s

HS

sH

Bomba não Afogada

Altura Total de Elevação e Altura Manométrica

g2

V

g2

VHH

2s

2r

m

rsg HHHH

5.1

5.2

Potência do Conjunto Elevatório

QH8,9

)kw(Pot

75

QH10)cv(Pot

3

Onde:Q - (m3/s)H - (m)– rendimento global da bomba

m - rendimento global do motor elétrico

5.3

m

QH8,9)kw(Pot

m

3

75

QH10)cv(Pot

5.4

Dimensionamento Econômico da Tubulação

2

Dpe 5.5

Pressão interna Tensão de trabalho admissível do material

De Eq. Mariotte

e)eD(G m 5.6

2m pD)2

p1[

2G

5.7

Dimensionamento Econômico da Tubulação (Peso/unidade comprimento)

D

e

4

D

4

e4De4D

4

D

4

)e2D(A

22222

4

e4De4A

2 e)eD(A

2

Dpe


2m pD)2

p1[

2G

5.7

+

21 DC 5.8

Curvas Válvulas, registrosEscavação,assentamento

http://www.saint-gobain-canalizacao.com.br/

Tubulação em Ferro Fundido

e0 mínimo

2

pDKee 0

K<1 5.9

e)eD(G m 5.6

]2

pDKe[]

2

pDKeD[G 00m

5.10






5.11cbDaDC 22

5.12]D

e)eD([G m


Diâmetros <8”(200mm)

DC3 5.13

Tubulação de Recalque

D H Potência

D H Potência

$$$$

$$$$

$$$$

$$$$


5.14LtCCusto i1

ATN)LJHg(Q8,9

Custom

2

5.14

5.8, 5.11 e 5.13 D

EnergiaElétrica

Adutora

Custo1

D Custo2


0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1

14

12

10

8

6

4

2

0

Curva 1+2

Curva 2Curva 1

Diâmetro (m)

Cus

to a

nual

De

Fórmula de Bresse

Hipótese: Custo da linha instalada comprimento L seja como na Eq.

5.13;diretamente proporcional ao diâmetro C1 = p1LD

O custo do conjunto motor-bomba seja diretamente proporcional à unidade de potência instalada (kw), na forma C2 = p2Pot

PotpLDpC 21Total

Usando Eq. 5.4, com rg HHH

m

25

21

)QDfL

0827,0Hg(8,9pLDpC

5.16

Fórmula de Bresse

0QD

fL05,4pLp

dD

dC 36

m21

5.17

3

m1

23

m1

26 Qf05,4

p

pQ

L

fL05,4

p

pD

K

)s/m(QK)m(D 3

Custo material;Mão de Obra;O&M;

0,7<K<1,3

Fórmula de Bresse

Eq. Muito simples usada para representar um problema muito complexo;

Em sistemas com D>6” deve ser tomado como primeira aproximação;

K cte => velocidade de recalque econômica (0,6-3,0m/s)

Aplicada em sistema de funcionamento contínuo 24;

Edifício – Reserva combate incêndio

NBR-5626-ABNT

)s/m(QX3,1)m(D 34r

X- fração do dia

24

ntofuncioname horas número

Exemplo 5.1

O projeto de um sistema elevatório para abastecimento urbano de água deverá ser feito a partir dos seguintes dados:a)Vazão necessária Q = 80 l/s;b)Altura geométrica a ser vencida Hg = 48m;c)Comprimento da linha de recalque L = 880m;d)Material da tubulação ferro fundido classe K7, rugosidade =0,4mm;e)Número de horas de funcionamento diário T=16 h;f)Número de dias de funcionamento no ano N=365;g)Taxa de interesse e amortização do capital 12a.a;h)Rendimento adotado para a bomba =70%;i)Rendimento adotado para o motor m=85%;j)Preço do quilowatt-hora A = R$0,031;

Exemplo 5.1

Uma pesquisa de preço de tubos, por unidade de comprimento, para 150mm<D<500mm levou à seguinte relação entre diâmetro e custo: Custo (R$/m)=0,042D(mm)1,4. Determine o diâmetro econômico de recalque.Com auxilio da Eq. 2.38 ou da tabela A2, pode-se calcular a perda de carga unitária e, em seguida, a perda de carga no recalque e a altura total de elevação pela Eq. 5.2, considerando somente a tubulação de recalque. Pela eq. 5.15, determina-se o custo anual com energia elétrica, para diâmetros na faixa de 150 a 500mm. O custo anual da tubulação é o produto custo unitário pelo comprimento da linha, multiplicando pelos encargos econômicos de 12% a.a.

Diâmetro (mm)

Reynolds J (m/m)H=Hg+JL (m)

Custo bombeamento

Custo tubulação

Custo anual tubulação

Custo total anual

150 679059.5 0.1790 205.50 49022.23 41139.57 4936.75 53958.98

200 509294.63 0.0396 82.84 19761.83 61542.33 7385.08 27146.91

250 407435.7 0.0124 58.87 14042.81 84110.07 10093.21 24136.01

300 339529.75 0.0048 52.21 12455.11 108567.97 13028.16 25483.27

350 291025.5 0.0022 49.90 11902.69 134718.50 16166.22 28068.91

400 254647.31 0.0011 48.95 11677.56 162411.19 19489.34 31166.90

450 226353.17 0.0006 48.52 11574.42 191526.77 22983.21 34557.63

500 203717.85 0.0003 48.30 11522.70 221967.80 26636.14 38158.83

Exemplo 5.1

Planilha Excel

0

10000

20000

30000

40000

50000

60000

100 150 200 250 300 350 400 450 500 550Diâmetro (mm)

Cu

sto

an

ua

l (R

$)

Custo bombeamentoCusto anual tubulaçãoCusto total anual

Exemplo 5.1

Bombas

Dinâmicas ou Bombas centrífugas

Puras ou radiais

Tipo Francis

Turbobombas Bombas de fluxo misto

Bombas de fluxo axial

Bombas periféricas ou regenerativa

Volumétricas Bombas Alternativas

Pistão

ou Êmbolo

Diafragma

Deslocamento Bombas rotativas

Engrenagens

Positivo Lóbulos

Parafusos

Palhetas Deslizantes

Classificação

Rotor de uma das Turbinas da Estação Hidroelétrica de Itaipu

Centrifuga Industrial

Bomba Usina TermoElétrica

Bomba Multiestágios

Tipo de rotores de bombas

Fluxo radial Fluxo misto Fluxo axialEixo deRotação Fluxo radial Fluxo misto Fluxo axialEixo deRotação

Bombas: Tipos e Características Rotação Específica

Língua

Voluta Carcaça

Impelidor

Admissão

CorbeturaOlho

Saída

Língua

Voluta Carcaça

Impelidor

Admissão

CorbeturaOlho

Saída

Olho

Suçcão simples Suçcão dupla

Olho Olho

Impelidor

Carcaça

Sucção simples Sucção dupla

Olho

Suçcão simples Suçcão dupla

Olho Olho

Impelidor

Carcaça

Sucção simples Sucção dupla

Sucção Simples e Duplo

Impelidor

Aberto Semi-Aberto Fechado

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