DIMENSIONAMENTO DO TUBO 1 - INTRODUÇÃO Investimento (custo da aquisição das tubulações e acessórios) Variação do Diâmetro (afeta diretamente) Custo operacional (despesas com a operação da instalação) Maior será o investimento D Menores serão as despesas com equipamentos (bomba e motor). Menor será o investimento Maiores serão as despesas com equipamentos (bomba e motor). D

Necessidade de escolher uma faixa de diâmetros que conjugue o investimento e o custo operacional, de forma a ser levado a um custo mínimo. Custo Custos do investimento e do operacional Custo da tubulação e acessórios (investimento) Custo mínimo Custo do conjunto moto-bomba (custo operacional) Diâmetro econômico Diâmetro [m]

2 – DIÂMETRO ECONÔMICO 2.1 – Fórmula de Bresse Equação da Instalação Potência de Eixo da Bomba H0 Equação de Darcy-Weisback

O custo total anual da instalação será: Ca[$] – custo anual da instalação; C1[$/kW] – custo anual de operação dos equipamentos por kW instalado (amortização e manutenção); Pe[kW] – potência de eixo do conjunto moto-bomba ; C[$/kW] – Despesa anual de uma tubulação de diâmetro 1[m] e comprimento 1[m] (amortização e conservação); D[m] – diâmetro da tubulação; Substituindo, tem-se L[m] – comprimento da tubulação. Para que o custo anual seja mínimo, tem-se: Tomando como valores médios:

A relação do custo anual de operação C1 e o custo anual da tubulação C podem assumir valores diferentes, os quais dependerão da maior ou menor quantidade de tubos e da sua manutenção, bem como o custo de operação. Na prática esta relação pode variar dentro do seguinte intervalo: Com esta fórmula, assumindo a maior vazão da instalação, determina-se o diâmetro econômico para a instalação, e padronizando o mesmo através de tabelas de diâmetros padrões.

Observações sobre a 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 (0,6-2,0m/s) Aplicada em sistema de funcionamento contínuo 24;

Padroniza-se o diâmetro através de tabelas padrões. 2.2 – Fórmula da ABNT (NBR-5626) – Prédio de apartamentos X[] – horas de funcionamento/24 Q[m3/s] – vazão Baseado na experiência, Macintyre apresenta as seguintes sugestões para a bomba operando a cada 24 horas Prédios de apartamentos 3 períodos de 1 hora e 30 minutos cada Hotéis Prédios de escritórios 2 períodos de 2 horas cada Hospitais 3 períodos de 2 horas cada Indústrias Padroniza-se o diâmetro através de tabelas padrões.

Velocidades recomendadas para linha de sucção de bombas 3 – VELOCIDADES ECONÔMICAS (TABELAS PRÁTICAS) Velocidades recomendadas para linha de sucção de bombas

Velocidades recomendadas para linha de recalque de bombas

Velocidades mais comuns na prática

Toma-se a maior vazão - Q[m3/s]; O dimensionamento pelo critério da velocidade econômica é feito da seguinte maneira: Toma-se a maior vazão - Q[m3/s]; Adota-se a velocidade de acordo com tabelas – v[m/s]; Determina-se o diâmetro – D[m]; Com o valor do diâmetro, em tabelas de fabricantes, adota-se o diâmetro interno que será igual ou imediatamente superior ao calculado;   Obs.: A espessura do tubo é selecionada em função da pressão máxima da instalação, do tipo de líquido e da temperatura de bombeamento

Exemplo 5.1 - Porto 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 e=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 h=70%; i)Rendimento adotado para o motor hm=85%; j)Preço do quilowatt-hora A = R$0,031;

- 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 calcula-se a perda de carga unitária (2.38) em seguida, a altura total de elevação, considerando somente a tubulação de recalque (Hg+J.L) Pela eq. 5.15, determina-se o custo anual com energia elétrica, para diâmetros na faixa de 150 a 500mm

(5.15) - O custo anual da tubulação é o produto custo unitário pelo comprimento da linha, multiplicando pelos encargos econômicos de 12% a.a. (5.14)

Planilha Excel Diâmetro (mm) J (m/m) H=Hg+JL (m) Custo bombeamento Custo tubulação Custo anual tubulação Custo total anual 150 0.1790 205.50 49022.23 41139.57 4936.75 53958.98 200 0.0396 82.84 19761.83 61542.33 7385.08 27146.91 250 0.0124 58.87 14042.81 84110.07 10093.21 24136.01 300 0.0048 52.21 12455.11 108567.97 13028.16 25483.27 350 0.0022 49.90 11902.69 134718.50 16166.22 28068.91 400 0.0011 48.95 11677.56 162411.19 19489.34 31166.90 450 0.0006 48.52 11574.42 191526.77 22983.21 34557.63 500 0.0003 48.30 11522.70 221967.80 26636.14 38158.83 Planilha Excel