SISTEMAS ELEVAT

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SISTEMAS ELEVATÓRIOS ESTAÇÕES DE BOMBEAMENTO

• 6º CIVIL

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• Um sistema de recalque ou elevatório é o conjunto
  de tubulações, acessórios, bombas e motores
  necessário para transportar uma certa vazão de
  água ou qualquer outro líquido de um reservatório
  (ou ponto) inferior para outro reservatório (ou
  ponto) superior. Nos casos mais comuns de sistema
  de abastecimento de água, ambos os reservatórios
  estão abertos para a atmosfera e com níveis
  constantes, o que permite tratar o escoamento
  como permanente.

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• Um sistema de recalque é composto, em geral, por
  três partes
• A)Tubulação de Sucção Que é constituída pela
  canalização que liga o reservatório inferior à
  bomba, incluindo os acessórios necessários, como
  válvula de pé com crivo, registro, curvas,
  redução excêntrica etc.
• B) Conjunto Elevatório Que é constituído por uma
  ou mais bombas e respectivos motores elétricos ou
  a combustão interna.
• C) Tubulação de Recalque Que é constituída pela
  canalização que liga a bomba ao reservatório
  superior, incluindo registros, válvula de
  retenção, manômetros, curvas e, eventualmente,
  equipamentos para o controle dos efeitos do golpe
  de aríete.

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DIMENSIONAMENTO DAS ESTAÇÕES DE BOMBEAMENTO

• Principais Tipos de Bombas
• As normas estabelecem quatro classes de bombas
• Centrifugas
• Rotativas
• De êmbolo (ou de pistão)
• Poço profundo (tipo turbina)
• As instaladas para água e esgoto geralmente são
  equipadas com bombas centrifugas acionadas por
  motores elétricos.

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Bombas Centrifugas

• Para atender ao seu grande campo de aplicação, as
  bombas centrifugas são fabricadas nos mais
  variados modelos, podendo a sua classificação ser
  feitas segundo vários critérios.
• A) Movimento do liquido
• a) sucção simples (rotor simples)
• b) dupla sucção (rotor de dupla admissão).

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• B. Admissão do liquido
• a) radial (tipos voluta e turbina)
• b) diagonal (tipo Francis)
• c) helicoidal.
• C. Número de rotores (ou de estágios)
• a) um estágio (um rotor)
• b) estágios múltiplos (dois ou mais rotores).

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• D. Tipo de rotor
• a) rotor fechado
• b) rotor semifechado
• c) rotor aberto
• d) rotor a prova de entupimento.
• E. Posição do eixo
• a) eixo vertical
• b) eixo horizontal
• c) eixo inclinado.
• F. Pressão
• a) baixa pressão (Hman 15m)
• b) média pressão (Hman de 15 a 50 m)
• c) alta pressão (Hman 50m).

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• Potência dos Conjuntos Elevatórios
• O conjunto elevatório (bomba-motor) deverá vencer
  a diferença de nível entre os dois pontos mais as
  perdas de carga em todo o percurso.
• Denomina-se
• Hg a altura geométrica, isto é, a diferença de
  nível
• Hs a altura de sucção, isto é, a altura do eixo
  da bomba sobre o nível inferior
• Hr a altura de recalque, ou seja, a altura do
  nível superior em relação ao eixo da bomba
• Hg Hs Hr
• H man altura manométrica
• Hp Perda de carga total (correspondente a parte
  de sucção mais a de recalque)
• H man Hs Hr hp

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Potência da bomba

• A potência recebida pela bomba, potência esta
  fornecida pelo motor que aciona a bomba, é dada
  pela expressão
• onde
• P potência do motor, (1CV 0,986 HP),
• ? peso específico do liquido a ser elevado
  (H2O1000 kgf/m³),
• Q vazão ou descarga, em m³/s,
• Hman altura manométrica, em m,
• nb é o coeficiente de rendimento global da
  bomba, que depende basicamente do porte e
  características do equipamento.

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(No Transcript)
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Potência do motor elétrico

• A potência elétrica fornecida pelo motor que
  aciona a bomba, sendo nm, o seu rendimento
  global, é dada por
• onde nm é o rendimento de motores elétricos

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(No Transcript)
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Dimensão dos poços de sucção

• As bombas de eixo vertical do tipo axial, por
  serem mais sensíveis às condições de tomada de
  água nos poços de sucção, exigem um estudo mais
  cuidadoso.
• A área mínima de um poço de sucção individual
  (isolado) deve ser 12,5 vezes a área da seção de
  entrada na tubulação. A área da seção de
  escoamento na parte inicial do poço deve ser pelo
  menos 10 vezes a área da seção de entrada na
  tubulação de sucção.
• A altura mínima de água acima da boca de sucção,
  para a formação de vórtices, deve ser maior ou
  igual a uma vez e maia o diâmetro (h 1,5 D).

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• Diâmetro de recalque
• Para determinar o diâmetro de recalque tem que
  definir anteriormente o tipo de operação do
  sistema moto-bomba, isto é, se o mesmo é continuo
  ou não.
• a) Sistema operado continuamente
• O diâmetro de recalque é calculado pela Formula
  de Bresse a seguir apresentada
• onde
• D é o diâmetro, dado em metros,
• Q é a vazão, em m³/s,
• K é uma constante que depende da velocidade do
  recalque,

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(No Transcript)
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• b ) Sistema não operado continuamente (menos que
  24 horas ao dia)
• Para o dimensionamento das linhas de recalque de
  bombas que funcionam apenas algumas horas por
  dia, Forchheimer propôs a seguinte formula
• sendo
• X a relação entre o número de horas de
  funcionamento diário do conjunto elevatório e 24
  horas.
• Q a vazão em m³/s.

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• Diâmetro de sucção
• A canalização de sucção é executada com um
  diâmetro imediatamente superior ao do recalque. A
  canalização de sucção deve ser a mais curta
  possível, evitando-se ao máximo as peças
  especiais. A altura máxima de sucção acrescida
  das perdas de cargas deve satisfazer as
  especificações estabelecidas pelo fabricante das
  bombas. Na prática, é muito raro atingir 7,00 m.
• Para a maioria das bombas centrifugas, a sucção
  deve ser inferior a 5 m.

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• Altura máxima de succção

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• Velocidades Máximas nas Tubulações
• A velocidade da água na boca de entrada das
  bombas, geralmente, está compreendida entre 1,5 a
  5 m/s., podendo-se tomar 3 m/s como um termo
  médio representativo. Na seção de saída das
  bombas, as velocidades são mais elevadas, podendo
  atingir o dobro destes valores.
• Assentamento
• O assentamento deverá ser feito sobre uma
  fundação de preferência de concreto ou alvenaria
  isenta de vibrações.

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• Cavitação em Bombas Hidráulicas
• Quando a altura de sucção ultrapassando certos
  limites (Tabela), podem apresentar problemas para
  a bomba hidráulica, com aparecimento do fenômeno
  da cavitação. Quando a pressão absoluta em um
  determinado ponto se reduz a valores abaixo de um
  certo limite, alcançando o ponto de ebulição da
  água (para esta pressão) esse liquido começa a
  ferver e os conduto ou peças (de bombas, turbinas
  ou tubulações) passam a apresentar, em parte,
  bolsas de vapor dentro da própria corrente. O
  fenômeno de formação e destruição dessas bolsas
  de vapor, ou cavidades preenchidas com vapor,
  denomina-se cavitação.

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• Altura máxima de sucção para não haver cavitação
• Os fabricantes fornecem as curvas características
  das bombas. Estas curvas fornecem o gráfico da
  vazão em função da altura manométrica (diferença
  de pressão) e a altura máxima de sucção sem
  cavitação. A altura máxima da sucção para bombas
  não afogadas será dada por
• onde
• hmáx é a altura máxima de sucção para não haver
  cavitação,
• Patm é a pressão atmosférica local,
• Pvap é a pressão de vapor, depende da temperatura
  da água (Quadro 1,15 Azevedo Netto),
• ?H2O é o peso especifico da água (1000kgf/m³ ou
  0,1kgf/cm³)
• hps é a soma das perdas de carga na sucção.
• A pressão de vapor d'água para t 25,5 C, Pv
  0,035 kgf/cm² (Quadro 1.15- Azevedo Netto).
• A pressão atmosfera ao nível do mar (Litoral) é
  igual a 1,0 kgf/cm² (Patm 1,0 kgf/cm²).
• NPSH (Net Pressure Suction Head) é obtido das
  tabelas do fabricante.

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• NPSH Energia disponível no liquido na entrada da
  bomba
• A sigla NPSH (Net Pressure Suction Head) é
  adotada universalmente para designer energia
  disponivel na sucção, ou seja, a carga positiva e
  efetiva na sucção. Há dois valores a considerar
• 1) NPSH requerido, que é uma característica
  hidráulica da bomba, fornecida pelo fabricante.
• 2) NPSH disponível, que é uma característica das
  instalações de sucção, que se pode calcular pela
  seguinte expressão
• onde -H altura de aspiração,
• H carga ou altura de água na sucção (entrada
  afogada),
• Os outros termos já foram defenidos no item
  anterior.

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• Para que a bomba funcione bem, é preciso que

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Exercícios
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Solução
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(No Transcript)
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(No Transcript)