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1 Tubulações de recalque e sucção Água Fria A norma brasileira ABNT NBR 5626 estabelece a capacidade mínima de duas bombas de 15% de consumo diário . Como prática, podemos adotar 20%, o que define um funcionamento de aproximadamente 5 horas da bomba para recalcar ou elevar todo o consumo diário. Tubulações de recalque e sucção 2 Bomba autoaspirante Bomba centrífuga Bomba periférica Tubulações de recalque e sucção Bomba autoaspirante Informações: - Capaz de aspirar a água por conta própria. - Não deixa que a água retorne; - Não precisa de válvula de retenção é capaz de manter a tubulação sempre cheia; - Permite uma maior elevação quando comparada com outras bombas na mesma potência; - Aplicações: retiradas de água de poços e reservatórios com profundidade máxima de 7 m; - Irrigação e nebulização de aviários. 3 Bomba centrífuga - É essa válvula de retenção que fará com que a tubulação esteja constantemente cheia, fazendo com que o equipamento tenha o mínimo esforço de sucção. A bomba centrífuga é o tipo mais indicado para o bombeamento de líquido do saneamento básico, bem como na transferência de grandes volumes de água em residências — casas e edifícios — e também nas indústrias. Bomba periférica Informações: - A bomba periférica é tecnicamente parecida com a bomba autoaspirante. Contudo, ela possui uma capacidade manométrica, elevação a cotas maiores. - Também não precisa de uma válvula de retenção para funcionar. O seu uso é mais indicado para locais onde existe maior risco de falta de abastecimento de água. - A bomba periférica também trabalha no nível acima do solo. 4 Informações: - A força centrífuga é aplicada ao fluido através da rotação de palhetas; - As bombas centrífugas precisam de uma válvula de retenção ou válvula de pé, instaladas na extremidade inferior da tubulação de sucção para garantir o perfeito funcionamento da bomba. Tubulações de recalque e sucção Altura Manométrica 5 Dimensionamento inicial da tubulação de recalque Para o dimensionamento inicial do recalque, utilizaremos a fórmula de Forchheimer: Em que: D = diâmetro em metros (m); Q = vazão em m³ /s; X = horas de funcionamento dividido por 24 horas. Tubulações de recalque e sucção Dimensionamento inicial da tubulação de recalque Para o dimensionamento inicial do recalque, utilizaremos a fórmula de Forchheimer: Em que: D = diâmetro em metros (m); Q = vazão em m³ /s; X = horas de funcionamento dividido por 24 horas. 6 Exercício: Dimensione a tubulação de recalque de uma edificação de luxo de 8 pavimentos, sendo 2 apartamentos de 2 quartos por andar além de 1 quarto de serviço. Tubulações de recalque e sucção 2 aptos. X 2 QT X 2 pessoas X 300 litros X 8 pavimentos = 19.200 litros; 2 aptos. X 1 QE X 1 pessoa X 200 litros X 8 pavimentos = 3.200 litros. Consumo total diário = 19.200 + 3.200 = 22.400 litros Tubulações de recalque e sucção 7 Considerando-se o funcionamento da bomba de 5 horas X = (5/24) = 0,208 Vazão horária = 22.400/5 = 4.480 L/h = 4,48 m³/3600 segundos = 0,00124 m³/s Tubulações de recalque e sucção Tubulações de recalque e sucção 8 Tubulações de recalque e sucção Dimensionamento da tubulação de sucção Para dimensionamento da tubulação de sucção, vamos adotar o método prático, que se constitui na utilização de um diâmetro (bitola) comercial imediatamente acima do valor especificado para tubulação de recalque. No exemplo anterior, a tubulação de sucção será de Ø 1.½”. Vazão L/s = 22.400/5 = 4.480 L/3.600 s Vazão L/s = 1,24 L/s Tubulações de recalque e sucção 9 Comprimento Equivalente Tubo Liso (m) Escoamento Forçado Escoamento Forçado Comprimento Equivalente Tubo Rugoso (m) 10 Tubulações de recalque e sucção A altura manométrica é a soma de três grandezas: Hman = HG + Hr + Hs Em que: HG é a altura geométrica (altura estática da elevação de água); Hr é a perda de carga no recalque; Hs é a perda de carga na sucção. Altura manométrica Cálculo de Hr e o Hs: Hr = (L real recalque) + (L eq. recalque) x J Sendo: L real recalque - comprimento real do recalque. É a soma dos comprimentos geométricos de todos os trechos da tubulação (horizontal e vertical). L eq. recalque - comprimento equivalente do recalque (soma das medidas equivalentes em metros de todas as conexões e registros). J – perda de carga unitária - Fair-Whipple-Hsiao. Verificamos, então, de acordo com o material, a equivalência em metros das perdas de carga das conexões e registros em tabela Tubulações de recalque e sucção 11 Tubulações de recalque e sucção Abaixo, temos as tabelas correspondentes para tubos de PVC ou cobre. Em função da falta de espaço nas colunas, excluímos desta tabela os itens “Entrada de borda” e “saída de canalização”. 12 Diâmetro = 25 mm ou 1" Q= 0,4 L/s Velocidade = 0,8 m/s Atráves ábaco de Fair-Whipple-Hsiao ao lado é obtido a perda de carga unitária: Perda de carga = 0,039 m/m Dados do Problema 13 Tubulações de recalque e sucção Quantidade Peça Equiv .unit (m) Equiv. total (m) 4 Joelho 90° 25 mm 1,50 6,00 1 Válvula Retenção 25 mm 2,80 2,80 1 Te de passagem direta 25 mm 0,90 0,90 2 Registros de gaveta abertos 25 mm 0,30 0,60 Leq recalque 10,30 Comprimento Equivalente - Recalque O cálculo do recalque obedece ao seguinte passo a passo. • HG - altura geométrica total (altura estática) HG= 1,50 + 0,50 + 3,00 + 0,50 + 10,00 = 15,50 m; • L real rec – comprimento real do recalque L real rec = 3,00 + 0,50 + 2,50 + 10,00 + 2,50 = 18,50 m; Tubulações de recalque e sucção 14 Hr – altura do recalque Hr = (Lrealrec + Leqrec) X Jrec Hr = (18,50 + 10,30) X 0,039 = 28,80 X 0,039 Hr = 1,12 m Tubulações de recalque e sucção Sucção Tubulações de recalque e sucção O cálculo de sucção obedece ao seguinte passo a passo: • Hs– altura da sucção – adota-se 1 diâmetro acima do recalque • Hs = (Lrealsuc+ Leqsuc) X Jsuc • Lrealsuc = 0,50 + 1,00 + 1,50 = 3,00 m. Para Leqsuc, veja quadro a seguir: 15 Quantidade Peça Equiv .unit (m) Equiv. total (m) 3 Joelho 90° 32 mm 2,00 6,00 1 Valv. Pé de crivo 32 mm 15,50 15,50 1 Registro de gaveta abertos 32 mm 0,40 0,40 Leq suc 21,90 Tubulações de recalque e sucção Comprimento Equivalente - Sucção Diâmetro = 32 mm ou 1¼" Q = 0,4 L/s Velocidade = 0,5 m/s Através ábaco de Fair-Whipple-Hsiao ao lado é obtido a perda de carga unitária: Perda de carga = 0,013 m/m Tubulações de sucção Dados de sucção 16 Hs– altura da sucção Hs = (Lrealsuc + Leqsuc) X Jsucc Hs = (3,00 + 21,90) X 0,013 = 24,90 X 0,013 Hs = 0,32 m. O cálculo da altura manométrica total – Hman é feito da seguinte forma: Hman = HG + Hr + Hs HG - altura geométrica total (altura estática) Hr – altura do recalque Hs– altura da sucção Hman = 15,50 + 1,12 + 0,32 = 16,94 m Tubulações de recalque e sucção 17 Seleção da bomba de recalque Tubulações de recalque e sucção Seleciona-se a bomba de recalque por duas variáveis, verificando-se no catálogo da bomba: • Vazão em m³/h ou em L/s em função do número de horas de funcionamento da bomba. Considera-se um consumo diário de 22.400 litros/5 horas = 4.480 litros/h ou 4,48 m³/h; • Altura manométrica de 16,94 metros. Tubulações de recalque e sucção 18 Tubulações de recalque e sucção