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INSTALA ÇÕES ELEVATÓRIAS Escolha da Bomba

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Page 1: INSTALAÇÕES ELEVATÓRIAS Escolha da Bomba · Escolha da Bomba o Vazão a ser recalcada (Q); o Altura manométrica da instalação (H man). Vazão (Q) Material das tubulações Desnível

INSTALAÇÕES ELEVATÓRIAS

Escolha da Bomba

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Máquinas de Fluido

Bombas Líquidos

Ventiladores Gases

Turbinas a Vapor

Turbinas a Gás Turbinas Eólicas

Máquinas Hidráulicas

Máquinas Térmicas

Turbomáquinas

Máq. Deslocamento Positivo

Operatrizes Motrizes

Turbinas Hidráulicas

Turbomáquinas

Operatrizes

Máq. Deslocamento Positivo

Motrizes

Turbocompressores

cteρ = cteρ ≠

BFT

Escolha da Bomba: principais parâmetros para dimensionamento de uma instalação elevatória

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Bomba Radial Centrífuga

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Bomba Centrífuga Multiestágios

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Bomba Radial Centrífuga: Rotor e Caixa Espiral

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Instalação de Bombeamento Típica

C

B

R L

V

R

V

R

C

Hr

Ha

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Instalação de Bombeamento Típica

C

B

R L

V

R

V

R

C

Hr

Ha

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Instalação de Bombeamento Típica

C

B

R L

V

R

V

R

C

Hr

Ha

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Instalação de Bombeamento Típica

C

B

R L

V

R

V

R

C

Hr

Ha

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Instalação de Bombeamento Típica

C

B

R L

V

R

V

R

C

Hr

Ha

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Instalação de Bombeamento Típica

C

B

R L

V

R

V

R

C

Hr

Ha

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Instalação de Bombeamento Típica

C

B

R L

V

R

V

R

C

Hr

Ha

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Escolha da Bomba

o Vazão a ser recalcada (Q);o Altura manométrica da instalação (Hman).

Material das tubulações Desnível (Ho)Vazão (Q)

Diâmetro das tubulações (D)

Perda de carga - tubos e acessórios (ΔH ) (𝑃𝑟 − 𝑃𝑎) 𝛾⁄

Altura manométrica (Hman)

Escolha da bomba – tabela de seleção e curvas características (fabricante)

r aman o

p pH H Hγ−

= + +Δ

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Escolha da Bomba

Vazão a ser recalcada.o Consumo diário da instalação;o Jornada de trabalho;o Número de bombas em operação. (associação em paralelo).

𝑫 = 𝟎,𝟓𝟖𝟔×𝑻𝟏 𝟒⁄ × 𝑸

Manual Técnico Tigre

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Escolha da Bomba

Diâmetros econômicos.o Investimento;o Custo operacional.

Fórmula da ABNTo D: diâmetro [m];o T: jornada de trabalho [h];o Q: vazão [m3/s].

𝑫𝒓 = 𝟎,𝟓𝟖𝟔×𝑻𝟏 𝟒⁄ × 𝑸

Fórmula de Bresseo D: diâmetro [m];o K: coeficiente variável (custos de investimento e operação);o Q: vazão [m3/s].

𝑫𝒓 = 𝑲 𝑸 0,6 ≤ 𝐾 ≤ 1,6

𝐾 = 1,2

Velocidades econômicas 𝑉>?@çãC < 1,5𝑚 𝑠 𝑚á𝑥. 2,0𝑚 𝑠⁄⁄

𝑉LM@NOP?M < 2,5𝑚 𝑠 𝑚á𝑥. 3,0𝑚 𝑠⁄⁄

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oH

y

0

1 2

ap

3 rp

𝐻𝑚𝑎𝑛

∆𝐻

Instalação de Bombeamento Típica

r aman o

p pH H Hγ−

= + +Δ

𝐻SNT = 𝑀 +𝑉 + 𝑦

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Altura Manométrica

( )r a atmp p p= =

r aman o

p pH H Hγ−

= + +Δ

man oH H H= +Δ

manHoHrp 2kg m⎡ ⎤⎣ ⎦apγ 3kg m⎡ ⎤⎣ ⎦HΔ

- altura manométrica, em [m]

- desnível geométrico, em [m]- pressão no reservatório de recalque, em

- pressão no reservatório de sucção, em

- peso específico do fluido, em

- perda de carga nas tubulações e acessórios, em [m]

2kg m⎡ ⎤⎣ ⎦

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Rendimentos a Considerar em uma Bomba

Rendimento Hidráulico (ηh )

Leva em consideração o acabamento superficial interno das paredes dorotor e da carcaça da bomba.

manH

thH

1 2H −Δ

: rendimento hidráulico da bomba;

: energia absorvida por 1 kg de fluido que atravessa a bomba;

: energia cedida a cada um dos kg de fluido que atravessam a bomba;

: energia dissipada no interior da bomba (função do seu acabamento superficial interno).

𝐻XY = 𝐻SNT + ∆𝐻[\]

𝐻SNT = 𝐻XY×𝜂Y

𝜂Y =𝐻SNT𝐻XY

man oH H H= +Δ

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Rendimentos a Considerar em uma Bomba

Rendimento Volumétrico (ηv )

Existem folgas dimensionais entre o rotor e a carcaça e também aodistribuidor.Quando a bomba está operando, uma vazão (q) de recirculação fica girandonestes espaços.

vηQq

: rendimento volumétrico da bomba;: vazão recalcada pela bomba;: a recirculação e vazamento pelo estojo de gaxetas.

Tipo de bomba Faixa de valores de vη Bomba de baixa pressão

< 15 mmanH 93 % a 98 %

Bomba de média pressão 15 m 50 mmanH≤ ≤ 88 % a 93 %

Bomba de alta pressão > 50 mmanH 83 % a 88 %

𝜂_ =𝑄

𝑄 + 𝑞

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Rendimentos a Considerar em uma Bomba

Rendimento Mecânico (ηm )

Leva em consideração que, da potência necessária ao acionamento dabomba, apenas uma parte é, efetivamente, empregada para o ato debombeamento. Parcela desta potência necessária será utilizada para venceras resistências passivas da bomba.

: o rendimento mecânico da bomba.

: potência dissipada em atrito no estojo de gaxetas, nos mancais e/ou rolamentos,nos anéis de desgaste e pelo atrito entre o rotor e o meio fluido no qual gira.

N : a potência necessária ao acionamento.

Rendimento Total (η ou ηt )

𝜂S =𝑁 − ∆𝑁𝑁

𝜂 = 𝜂Y×𝜂_×𝜂S

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Potência Necessária ao Acionamento das Bombas

N [ ]kgm sγ 3kg m⎡ ⎤⎣ ⎦Q 3m s⎡ ⎤⎣ ⎦manHη

: potência necessária ao acionamento, em

: peso específico do fluido, em

: vazão recalcada, em

: altura manométrica, em [m]

: rendimento total, em [%]

Para se ter a potência necessária ao acionamento, em cv, usa-se:

𝑁 =𝛾 c 𝑄 c 𝐻SNT

𝜂" 𝑘𝑔 c 𝑚 𝑠⁄

Potência de acionamento ( N )

𝑁 =𝛾 c 𝑄 c 𝐻SNT

75 c 𝜂" cv

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Exemplo

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Resolução

𝐻SNT = 𝐻C + ∆𝐻 𝐻SNT = 𝐻N + 𝐻L + ∆𝐻N + ∆𝐻L

𝐻N = 0,5m 𝐻L = 25m

∆𝐻 = 𝑐𝑜𝑚𝑝. 𝑙𝑖𝑛𝑒𝑎𝑟 + 𝑐𝑜𝑚𝑝.𝑒𝑞𝑢𝑖𝑣𝑎𝑙𝑒𝑛𝑡𝑒 ×𝑓𝑎𝑡𝑜𝑟𝑑𝑒𝑝𝑒𝑟𝑑𝑎𝑑𝑒𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎

∆𝐻N= 5 + 18,3 + 1,2 + 0,4 ×2,5%

∆𝐻L= 25 + 0,4 + 4 c 0,7 + 0,15 + 2,7 + 4,0 ×7%

∆𝐻N= 0,62m

∆𝐻L= 13,30m

𝐻SNT = 0,5 + 25 + 0,62 + 13,30

𝐻SNT = 39,42 ≈ 40𝑚

𝑄 = 4𝑚{ ℎ⁄ 𝐷L = 1[ ~⁄ " 𝐷L = 1[ ]⁄ "

𝑄 = 4𝑚{ ℎ⁄ME − 1315