Aplicação do que foi estudado no vídeo:

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1 Aplicação do que foi estudado no vídeo: https://youtu.be/iISY-RMH-zo
Depois de assisti-lo, aprenda fazendo!

2 Vamos por o cérebro para funcionar e ampliar nossa inteligência.
A instalação a seguir será dimensionada para transporta um fluido com uma vazão desejada de 4,0 L/s, alimentando um processo que na sua entrada exige uma pressão 13 mca e trabalhando com tubulação de PVC rosqueada da tigre com rugosidade igual a 0,06 mm. Conhecendo as seguintes propriedades do fluido a ser bombeado: massa especifica relativa igual a 1,3; viscosidade igual a 0,0188 Pa*s e pressão de vapor igual a 8200 Pa (abs), pede-se desenvolver todas etapas básicas do projeto. Dados adicionais: pressão atmosférica local igual a Pa; aceleração da gravidade igual a 9,8 m/s² e sabe-se que a instalação irá operar 8 horas/dia e 30 dias/mês. Vamos por o cérebro para funcionar e ampliar nossa inteligência. Singularidade Rep. Entrada normal (1) Regis. Gaveta aberto (2) Valv. Retenção tipo pesada (3) Regis. Globo aberto (4) Tê 900 saída bilateral (5) Regis. Gaveta fechado (6)

3 Vamos desenvolver as etapas do projeto!
Q 3500 rpm 1750 rpm

4 Fluido Sabemos que:

5 Voltar as etapas do projeto!
Escala efetiva adota como zero a pressão atmosférica. Regime permanente implica que os níveis de reservatórios ficam constantes, portanto as velocidades dos mesmos iguais a zero. (f) Determinação da carga inicial e da carga final, conhecidas as condições de captação e de descarga, adotando o PHR no eixo da bomba, trabalhando na escala efetiva e com escoamento em regime permanente. (i) PHR Voltar as etapas do projeto!

6 transformando a unidade da vazão desejada:
O problema fixou que a tubulação é de PVC rosqueada da tigre, portanto para o recalque, temos ... Portanto 2” Agora é ver o catálogo da tigre.

7 Voltar as etapas do projeto!
Para a tubulação de sução (tubulação antes da bomba), para se prevenir do fenômeno de cavitação, adotamos um diâmetro superior: Tubulação de recalque Voltar as etapas do projeto!

8 Com o esboço da instalação, temos os L e as SLeq
Com o esboço da instalação, temos os L e as SLeq TUBULAÇÃO DE SUÇÃO: LS = 2,5 m TUBULAÇÃO DE RECALQUE: LR = 33,5 m Veja ...

9 Voltar as etapas do projeto!
recalque sução

10 Vamos obter a equação da curva característica da instalação (CCI)
A equação da CCI representa a carga que deve ser fornecida ao fluido transportado, para que ele escoe com uma vazão Q. No caso de uma instalação com uma entrada e uma saída, a CCI é obtida aplicando-se a equação da energia entre a seção inicial e final. Vamos obter a equação da curva característica da instalação (CCI) PHR Importante: a equação da CCI sempre será escrita em função da vazão, portanto onde existir a velocidade média, esta deve ser substituída pela vazão que será a nossa variável independente. Em alguns casos a CCI também ficará em função dos “f”.

11 Recorremos a formula universal

12 Voltar as etapas do projeto!
A equação da CCI para o exercício proposto é representada pela equação: PHR A carga estática é 37 m, portanto como é positiva a instalação só funciona com bomba!

13 Voltar as etapas do projeto!
Assim prevemos o envelhecimento da instalação e de seus componentes. Obtemos a vazão de projeto multiplicando a vazão desejada por um fator de segurança (fsg) O fsg é no mínimo 1,1 e se possível não superior a 1,2

14 Neste problema, optamos em trabalhar com a bomba da IMBIL
Nota: pelo fato de ser a mais usada, estaremos considerando a escolha de uma bomba centrífuga neste CURSO - PROJETO DE UMA INSTALAÇÃO DE BOMBEAMENTO BÁSICA A escolha preliminar da bomba se inicia escolhendo o fabricante da bomba. Neste problema, optamos em trabalhar com a bomba da IMBIL

15 Clique em comparação_f
propriedades do fluido transportado temp (ºC) m (kg/ms) r (kg/m³) pv (Pa) n (m²/s) 1,88E-02 1300 1,45E-05 mat. tubo PVC espessura Dint (mm) A (cm²) 64,1 32,27 K(m) DH/k 6,00E-05 1068 Q Q(m³/s) Q(L/s) Q(L/min) m³/h deve transformar para m³/h 15,84 4,4 Para sua escolha, com a Qprojeto (4,4 L/s) devemos determinar os coeficientes de perda de carga distribuída Clique em comparação_f fS Q(m³/h) v(m/s) Re fHaaland fSwamee e Jain fChurchill fplanilha 15,8 1,36 6044 0,0366 0,0370 0,0371 0,0365

16 Clique em comparação_f
Calculamos: propriedades do fluido transportado temp (ºC) m (kg/ms) r (kg/m³) pv (Pa) n (m²/s) 1,88E-02 1300 1,45E-05 mat. tubo PVC espessura Dint (mm) A (cm²) 50,4 19,95 K(m) DH/k 6,00E-05 840 Q Q(m³/s) Q(L/s) Q(L/min) m³/h deve transformar para m³/h 15,84 4,4 Para sua escolha, com a Qprojeto (4,4 L/s) devemos determinar os coeficientes de perda de carga distribuída Clique em comparação_f fR Q(m³/h) v(m/s) Re fHaaland fSwamee e Jain fChurchill fplanilha 15,8 2,21 7686 0,0346 0,0351 0,0352 0,0347

17 Voltar as etapas do projeto!
Marcamos a Qprojeto e o HBprojeto na carta de aplicação escolhemos preliminarmente a bomba para 3500 rpm. 54 Considerando a para 3500 rpm, buscamos suas curvas no catálogo da IMBIL 15,84

18 Especificação do diâmetro do rotor da bomba preliminarmente escolhida.
No catálogo do fabricante localizamos as curvas do modelo selecionado 53,1 Marcamos a vazão e a carga manométrica de projeto e já temos o provável diâmetro do rotor. 15,84 No caso o de 176 mm

19 Sobre as curvas dadas pelo fabricante (CCB), traçamos a CCI e nos cruzamentos, definimos os pontos de trabalho. Determinação do ponto de trabalho para a bomba com diâmetro do rotor 176 mm, poderíamos estimar: Q (m³/h) fS fR HS(m) 5 10 15 20 25 30 35

20 Ele recomendaria o correspondente ao rendimento máximo!
Com a vazão correspondente ao rendimento máximo da bomba, podemos estabelecer uma região ideal de trabalho para a bomba e que está compreendida entre 50% e 120% da vazão do rendimento máximo. O ponto de trabalho especificado seria compatível com o recomendado pelo fabricante da bomba selecionada?

21 Voltar as etapas do projeto!
Na verdade, abaixo de 70% da vazão do rendimento máximo já ocorre o fenômeno de recirculação, porém é abaixo de 50% que este fenômeno passa a originar ruídos e danos significativos para a bomba. E por que não abaixo de 50% da vazão do rendimento máximo e se possível não acima de 1,2 da vazão do rendimento máximo? Com vazões acima de 120% da vazão do rendimento máximo a probabilidade de ocorrer o fenômeno de cavitação é maior!

22 Voltar as etapas do projeto!
Marcamos a Qprojeto e o HBprojeto na carta de aplicação escolhemos preliminarmente a bomba para 1750 rpm. 53,1 Considerando a para 1750 rpm, buscamos suas curvas no catálogo da IMBIL 15,84

23 Especificação do diâmetro do rotor da bomba preliminarmente escolhida.
No catálogo do fabricante localizamos as curvas do modelo selecionado 53,1 Marcamos a vazão e a carga manométrica de projeto e já temos o provável diâmetro do rotor. 15,84 No caso o de 333 mm

24 Sobre as curvas dadas pelo fabricante (CCB), traçamos a CCI e nos cruzamentos, definimos os pontos de trabalho. Determinação do ponto de trabalho para a bomba com diâmetro do rotor 333 mm, poderíamos estimar: Q (m³/h) fS fR HS(m) 10 20 30 40

25 Ele recomendaria o correspondente ao rendimento máximo!
Com a vazão correspondente ao rendimento máximo da bomba, podemos estabelecer uma região ideal de trabalho para a bomba e que está compreendida entre 50% e 120% da vazão do rendimento máximo. O ponto de trabalho especificado seria compatível com o recomendado pelo fabricante da bomba selecionada?

26 Voltar as etapas do projeto!
Na verdade, abaixo de 70% da vazão do rendimento máximo já ocorre o fenômeno de recirculação, porém é abaixo de 50% que este fenômeno passa a originar ruídos e danos significativos para a bomba. E por que não abaixo de 50% da vazão do rendimento máximo e se possível não acima de 1,2 da vazão do rendimento máximo? Com vazões acima de 120% da vazão do rendimento máximo a probabilidade de ocorrer o fenômeno de cavitação é maior!

27 Os cuidados já adotados na tentativa de evitar o fenômeno de cavitação foram: 1º → a bomba foi instalada o mais perto possível do nível de captação com a finalidade de diminuir Ze, no caso, a bomba foi instalada abaixo do nível de captação (bomba “afogada”). 2º → a tubulação antes da bomba foi a menor possível com a finalidade de diminuir a perda de carga (HpaB) com L = 2,5 m 3º → na tubulação antes da bomba foram usados os acessórios estritamente necessários com a finalidade de diminuir a HpaB. 4º → o diâmetro da tubulação antes da bomba foi um diâmetro imediatamente superior ao diâmetro de recalque com a finalidade, tanto de diminuir a carga cinética de entrada da bomba, quanto diminuir HpaB. 

28 E a condição necessária e suficiente para não ocorrer a cavitação é:
A condição para não existir a cavitação é o NPSHrequerido (fornecido pelo fabricante) ser menor que o NPSHdisponível que é calculado pelo projetista com a vazão do ponto de trabalho e com o PHR adotado no eixo da bomba.

29 Tanto o NPSH do fabricante como o do projetista são calculados com o PHR no eixo da bomba e com a vazão de trabalho!

30 Voltar as etapas do projeto!
Conclusão:

31 Potência exigida pela Bomba (NB) Margem de segurança recomendada (%)
O motor que aciona a bomba deverá trabalhar sempre com uma folga ou margem de segurança a qual evitará que o mesmo venha, por uma razão qualquer, operar com sobrecarga. Portanto, recomenda-se que a potência necessária ao funcionamento da bomba (NB) seja acrescida de uma folga, conforme especificação a seguir (para motores elétricos): Potência exigida pela Bomba (NB) Margem de segurança recomendada (%) até 2 CV 50 de 2 a 5 CV 30 de 5 a 10CV 20 de 10 a 20CV 15 acima de 20 CV 10 Não dá para falar do consumo de operação sem escolher o motor elétrico, uma das maneiras mais utilizadas para acionar as bombas hidráulicas. Consumo de operação APRESENTO O PROCEDIMENTO QUE PODE SER LIDO NA PÁGINA 69 DO LIVRO BOMBAS E INSTALAÇÕES DE BOMBEAMENTO ESCRITO POR A. J. MACINTYRE E EDITADO PELA LTC EM 2008. Para motores a óleo diesel recomenda-se uma margem de segurança de 25% e a gasolina, de 50% independente da potência calculada.

32 Calculando o consumo de operação mensal.
Iniciamos especificando o motor elétrico, já que temos a potência mecânica da bomba selecionada. Motores comerciais: Considerando uma rede elétrica de 220 v, que é recomendada para motores de até 200 CV, tem-se: 1/2; 3/4; 1; 1,5; 2; 3; 5; 7,5; 10; 15; 20;25; 30; 40; 50; 75; 100; 125; 150 e 200 (CV). Calculando o consumo de operação mensal. Selecionando o motor de CV, temos:

33 Motores comerciais: Outra maneira de especificarmos o motor elétrico
Adotamos um rendimento do motor elétrico igual a 90%, portanto: Hoje, aceita-se motores que propiciam rendimentos menores ou iguais a 95% Motores comerciais: Considerando uma rede elétrica de 220 v, que é recomendada para motores de até 200 CV, tem-se: 1/2; 3/4; 1; 1,5; 2; 3; 5; 7,5; 10; 15; 20;25; 30; 40; 50; 75; 100; 125; 150 e 200 (CV). Outra maneira de especificarmos o motor elétrico Voltar as etapas do projeto! Que pode ser aceito desde que o rendimento fique abaixo de 95%.