Portifolio Eng Mecanica 2021

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SISTEMA DE ENSINO PRESENCIAL CONECTADO 
ENGENHARIA MECANICA 
 
ANDRESSA LORENA SILVA PEREIRA 
CLAUDIO DOS REIS DE OLIVEIRA 
GUSTAVO CARVALHO DO CARMO 
MARCOS VINICIUS CARMO SOARES 
MARCOS VINICIUS COSTA CAVALCANTE 
 
 
PORTIFOLIO DE GRUPO 
“PRESTAÇÃO DE SERVIÇO EM UMA USINA TERMOELÉTRICA” 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Itumbiara 
2021 
 
ANDRESSA LORENA SILVA PEREIRA 
CLAUDIO DOS REIS DE OLIVEIRA 
GUSTAVO CARVALHO DO CARMO 
MARCOS VINICIUS CARMO SOARES 
MARCOS VINICIUS COSTA CAVALCANTE 
 
 
 
PORTIFOLIO DE GRUPO 
“PRESTAÇÃO DE SERVIÇO EM UMA USINA TERMOELÉTRICA” 
 
 
 
 
Trabalho apresentado ao Curso de Engenharia 
mecânica da UNOPAR - Universidade Norte do Paraná, 
para a disciplina Controle de Vibrações, Máquinas de 
Fluxo, Elementos de Máquinas II, Gestão da Manutenção, 
Projeto de Máquinas. 
 
Orientador: Prof. Eduardo Ferracin Moreira 
Rennan Otavio Kanashiro 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Itumbiara 
2021 
 
SUMÁRIO 
 
 
1 INTRODUÇÃO ...................................................................................................... 3 
2 DESENVOLVIMENTO .......................................................................................... 4 
Passo 1 – Projeto de Máquinas .................................................................. 4 
Passo 2 - Máquinas de Fluxos .................................................................... 4 
Passo 3 – Controle de Vibrações e Elementos de Máquina II .................. 11 
Passo 4 – Gestão da Manutenção ............................................................ 12 
3 Conclusão ........................................................................................................... 13 
4 ANEXO ............................................................................................................... 16 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 3 
1 INTRODUÇÃO 
Em uma unidade de alta performance energetica como a apresentada nesta 
SGA, que demanda altos custos, a funcção do engenheiro se mostra necessaria para 
a preparação, planejamento, execução de projetos. 
Nesta etapa do processo de aprendizagem veremos como está ativamente se 
faz necessario a experiencia e habilidade do profissional de engenharia pra tomada 
de desições, e apresentar possiveis soluções onde demanda tempo e dinheiro. 
Durante o projeto sera executado um manutenção em uma usina termo 
eletrica onde demandara a capacidade de executar um projeto em tempo habil e 
mostrar possiveis melhoramentos nos calculos. 
Organizar um cronograma de manutenção para que não seja necessario agir 
de forma a manutenção corretiva e apenas preventiva dando margem para 
manutenção esta preparada a eventuais ações futuras. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 4 
2 DESENVOLVIMENTO 
Passo 1 – Projeto de Máquinas 
 
O primeiro passo deve ser a elaboração do cronograma de projeto, que é um 
documento que evidencia todas as tarefas a serem cumpridas dentro de um 
determinado projeto. Com base no conhecimento de vocês, elabore o cronograma das 
atividades que serão desenvolvidas neste serviço prestado, contendo toda as etapas 
desse projeto. 
Cronograma 
Analise de 
dados 
24H 
Eleboraçao 
plano de ação 
24H 
Fabricação de 
peça 
 7 DIAS 
Substituição 
do motor 
 1 DIA 
Reformulação 
de analise de 
Manutenção 
periodica 
 10 DIAS 
 
 
Passo 2 - Máquinas de Fluxos 
 
A bomba utilizada no sistema de refrigeração necessita fazer uma operação 
com altura de elevação de 35 m, com vazão de 50 m³/h e líquido bombeado água a 
25º C. O comprimento/altura* da tubulação de sucção deverá ser verificada na planta 
da usina e a de recalque é de 116 m. Para este sistema de bombeamento com sucção 
negativa, Figura 4, é necessário que verifique, também, os diâmetros* da tubulação 
de sucção e de recalque. Além disso, há um cotovelo de 90º e uma curva 45º na região 
de recalque e dois cotovelos de 45º na sucção. Apresente os cálculos para a 
 5 
verificação de cavitação para este sistema que possui uma tubulação de aço. *Sua 
equipe deve estipular os valores de comprimento/altura da tubulação de sucção, 
assim como o diâmetro. 
 
Para instalação da bomba utilizada no sistema de refrigeração precisamos 
juntar os dados iniciais do projeto para elaborar os calculos necessarios, ao iniciar o 
projeto devemos conhecer os dados inicias de captação. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
os dados iniciais da captação do fluido, o que equivale a dizer que 
conheceríamos sua carga total inicial, ou seja, Hinicial 
 os dados necessários para a descarga do fluido (condições de projeto), o que 
equivale a dizer que conheceríamos sua carga total final, ou seja, Hfinal 
 o fluido a ser transportado e a sua temperatura de escoamento, o que 
corresponde a conhecer o seu peso específico (ou sua massa específica), a 
sua viscosidade e a sua pressão de vapor 
 a vazão desejada, que é o parâmetro fundamental para o desenvolvimento do 
projeto. 
Hinicial + Hsistema = Hfinal + Hp Totais 
Hsistema = HS = (Hfinal - Hinicial) + Hp Totais 
 6 
 
Neste caso usaremos uma bomba de sucção negativa. 
Figura 1: Bomba de sucção Negativa 
 
Fonte 1: Rede agronomia disponivel em:http://agronomos.ning.com Acesso 28/04/21 
 
1 Cotovelo de 90°= Leq 0,0378, 
2 Cotovelo de 45°= Leq 0,0178 
1 Curva de 45° = Leq 0,0153, 
Para encontra o valor de atrito deve calcular usando a fomula unversal de 
perda de carga para achar o valo de K. 
𝐻𝑓 = 𝑓 
𝐿
𝐷
 
𝑈2
2𝑔
 
Hf = perda de carga continua [L]; 
f = fator de atrito; 
L = comprimento retilíneo de tubulação (L); 
D = diâmetro da tubulação (L); 
U = velocidade de escoamento (L.T-1); e 
g = aceleração da gravidade [(L.T-2 m/s2]. 
 
Acrescentando a essa formula preciso do fator de atrito da tubulação usada 
que sera de aço galvanizado novo de 100mm (40s) ε(mm)= 0,045 
𝐻𝑓= 0,045 
86m
0,1002 
 .
U
9,8g m/s
 
 
𝑈 =
𝑄
𝐴
 
 7 
Q= velocidade media de escoação 
A= area da seção de escoamento, representado pela formula 
𝐴 =
𝜋 ∗ 𝐷2
4
= 
3,14 ∗ 0,1002
4
= 0,0785𝑚2/𝑠 
𝑈 =
𝑄
𝐴
=
0,01571
0,0785
= 0,20012 
 
Perda de carga localizadas 
Para encontra a perda de carga localizada devese usar a formula de Reynolds 
e aplicar no abaco de Moody achando o valor de K/D 
𝑅𝑒 =
𝑈𝐷
𝑣
= 
0,20012 ∗ 0,100
0,000001
=
0,020012
0,000001
= 20.012 
 
A formula de calculo para perca de atrito localizada e repesentada pela 
formula 
𝐻𝑓 = 𝐾
𝑈2
2 ∗ 𝑔
= 
𝑂𝑛𝑑𝑒; 𝐻𝑓 = 𝐾
2,00122
2 ∗ 9,8
= 𝐻𝑓 = 0,2043 ∗ 𝐾 
1 Cotovelo de 90°= Leq 0,0378, K= 0,2043 * 4,3 = 0,878 
2 Cotovelo de 45°= Leq 0,0178 = 0,0356, K= 0,2043* 1,9 = 0,388 
1 Curva de 45° = Leq 0,0153, K= 0,2043*1,0= 0,2043 
 
Concentrando na bomba precisamos encontrar o valor de NPSH para achar o 
fator de que esta cuasando a cavitação a distancia de escoamento que sera usada 
será de 86 metro ate a caixa de resfriamento. 
Hs= 1m 
Altura de elevação= 35 m 
Vazão= 50m3/h ou 13,9 L/s 
Temperatura da agua= 25°C 
Recalque= 116m 
Leitura barometrica 3,169(KPa) 
Tubulação aço 40= 100mm 
 
 
 8 
NPSH 
(Patmabs)- ϒH- ϒh- ϒh*- U2/2g>Pvabs 
(Patmabs)=Pressão Atmosferica 
ϒ= peso especifico do liquido bombeado 
h=Perda de carga na tubulação de sucção 
h*= perda de carga no interior da bomba(fornecida pelo fonecedor a bomba 
eschida para este trabalho será de 1750rpm) 
U= velocidade media da agua na sucção da bomba 
 Pvabs=Pressão de vapor (tem que ser superior a pressão atmosferica) 
 
(Patmabs - Pvabs)- ϒH- ϒh-U2/2g> ϒh* 
 
(𝑃𝑎𝑡𝑚
𝑎𝑏𝑠 − 𝑃𝑉
𝑎𝑏𝑠) − 𝐻 − ℎ −
𝑈2
2𝑔 > ℎ ∗
𝑌
 
NPSHa = disponivel > NPSHr = requerido 
H= 1m 
Diametro da tubulação =100mm 
K= 0,1 
𝐾
𝐷
= 0,001 
Entrada da bomba com redução de D=0,75mm 
Entrada da sucção com crivo de K=0,75 
Curva de 90°= k 0,40 
Redução gradual k=0,15 
Valor de vazão= Q= 50m3/h ou 13,89 L/s 
 
𝑈=
4𝑄
𝜋𝐷2
= 
4 ∗ 0,0138
𝜋(0,1)2
= 1,75 
U=1,732 m/s 
Viscosidade sinematica da agua à 25° C 
Ѵ= 10-6 m2/s 
Calculamos agora o numero de reynolds 
𝑅𝑒 =
𝑈𝐷
𝑣
= 
1,75 ∗ 0,1
10−6
=
0,1750
0,000001
= 17,50 ∗ 105 
 9 
 
Abaco de Moody, fator de atrito 
F= 0,0022 
 
Fonte: DocPlayer-calculo fator de atrito (encurtador.com.br/tCKY6) 
 
Valor da perda de carga na redução 
 
𝑈 =
4𝑄
𝜋𝐷2
= 
4 ∗ 0,0138
𝜋(0,075)2
= 1,17 
NPSHd= 
(𝑃𝑎𝑡𝑚
𝑎𝑏𝑠 − 𝑃𝑉
𝑎𝑏𝑠) − 𝐻 − ℎ −
𝑈2
2𝑔 > ℎ ∗
𝑌
 
h= f(L/D)(U2/2g)+K 100mm(U1002) + K 75mm(U752) h=0,022 (1/0,01) 
(1,732/19,6)+(0,75+0,40)(1,732/19,6)+0,15(1,172/19,6) 
h= 0,59m 
(9,59 − 0,322) − 1 − 0,59 − 0,11 = 7,56𝑚 > ℎ ∗ 
H*= 7,56m 
 
 10 
 
Fonte: ksb.com.br acesso:03-05-21 
NPSHd= 7,56m 
NPSHr= 2,5m 
Vazão = 50m3/h 
NPSHd = 7,56 >2,5 NPSHr 
 A bomba não cavitará 
 
 
 
 
 
 
 11 
Passo 3 – Controle de Vibrações e Elementos de Máquina II 
Como parte do procedimento sua equipe decidiu realizar alguns testes de 
rotina, que consiste em verificar a velocidade crítica de operação da bomba. 
O eixo da bomba possui um comprimento de 0,5 𝑚 e rigidez de 20𝑥104 𝑁/𝑚 
e em sua extremidade está localizado um rotor de 10 kg. Considerando a rotação da 
bomba escolhida, em RPM, além disso, considere que o sistema tem um coeficiente 
de amortecimento igual a 0,01. Deste modo, calcule a velocidade crítica e escreve um 
breve relatório se o sistema irá operar corretamente ou não. 
Para que uma bomba centrífuga funcione corretamente, o desbalanceamento 
do eixo deve ser mínimo. Um eixo desbalanceado pode causar vários problemas. A 
vedação deve ser boa para que não haja vazamentos que irão danificar o interior da 
bomba em casos que o motor é acoplado à carcaça. Se houver grandes vibrações 
essa vedação pode ser comprometida. Com a vibração do eixo a eficiência da bomba 
será afetada, isso fará o motor gastar mais energia elétrica e também irá diminuir a 
eficiência com que o rotor impulsionará o fluido. Outro problema é o ruído, um eixo 
desbalanceado fará muito mais barulho do que o normal, podendo afetar a saúde de 
trabalhadores e causar acidentes. Esses são somente alguns dos vários que existem 
para justificar o devido balanceamento do eixo em bombas hidráulicas. 
O balanceamento em peças rotativas como os rotores de bombas, refere-se 
ao processo de correção das peças, determinado pela Norma Brasileira ABNT NBR-
8007/83, que visa garantir um nível de vibração residual admissível em função da 
velocidade de rotação. Este nível de vibração é gerado pelo desbalanceamento e se 
propaga para todos os outros componentes do conjunto (mancal, eixo, parafuso, 
motor). 
O balanceamento é realizado submetendo a peça em máquinas 
balanceadoras de procedimento estático ou dinâmico, que indica o ponto de correção 
necessária. A correção pode ser realizada colocando ou retirando massas em pontos 
específicos da peça, garantindo-se a distribuição uniformemente da massa em torno 
do seu eixo de rotação, cancelamento ou equilibrando as vibrações residuais. 
Para os rotores de motobombas, o valor máximo admissível para 
desbalanceamento é de Grau 6,3. 
O desbalanceamento é sempre expresso como o produto da massa vezes a 
distância, em gramas-milímetros (g.mm), é calculado pela seguinte fórmula: 
m.r = M x (e / 2), Onde: 
 12 
m.r é o desbalanceamento máximo admissível (g.mm), M é a massa do rotor 
(gramas), e é a excentricidade (afastamento da distribuição de massa do centro do 
rotor). 
A excentricidade (e) é calculada por: e = G / w 
Onde: G = 6,3 e w é a velocidade angular do rotor em rad/s. Para um rotor de 
10.000 gramas com rotação de 1750 rpm em 60 Hz. 
Assim, até 1,67 g de massa ao redor de um rotor de 10.000 g, irá gerar uma 
vibração residual admissível em 1750 rpm. 
 
 
𝑊 = 2 ∗ 𝜋 =
𝑟𝑝𝑚
𝐹𝑟𝑒𝑞𝑢𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 (𝐻𝑧)
=
1750
60
= 29,16 ∗ 3,14 = 91,56 𝑟𝑎𝑑/𝑠 
 
 
 
Passo 4 – Gestão da Manutenção 
Como intuito de melhorar e manter a disponibilidade do equipamento, foi feito 
a elaboração de um planejamento de manutenção para a bomba utilizada neste 
trabalho. O resultado deste planejamento está apresentado em forma de tabela, para 
facilidade do entendimento. ANEXO 1. A tabela apresenta orientações de verificações 
segundo o manual da KSB(2007), que é uma bomba semelhante a utilizada neste 
trabalho e determina períodos de tempo para cada verificação. Analisando o que 
mostra o planejamento proposto, pode ser identificado conceitos de manutenções 
preventivas e preditivas. O conceito preventivo do planejamento se evidencía pela 
atuação efetuada antes da falha e em intervalo de tempo definido 
 
 13 
3 CONCLUSÃO 
O desbalanceamento e a vibração dos eixos são efeitos importantes de serem 
analisados e inspecionados, pois as vezes podem parecer insignificantes mas, se não 
for realizada a devida manutenção, o problema só vai aumentar e chegar em um ponto 
perigoso e muito mais caro de ser corrigido. É essencial verificar periodicamente 
qualquer equipamento mecânico a fim de minimizar custos e evitar acidentes. 
Uma recomendação para trabalhos futuros seria a complementação deste 
trabalho, utilizando outras metodologias de análise de manutenção e realizando uma 
avaliação comparativa das propostas implementadas. O desenvolvimento de análises 
mais profundas quanto ao planejamento da manutenção e sua assertividade é 
importante para o bom andamento das atividades produtivas e a boa operação de 
seus respectivos sistemas de suporte. O desenvolvimento de estudos relativos à 
viabilidade econômica das atividades preventivas, em comparação ao custo das 
práticas reativas (corretivas) também se mostra de grande valia para justificar a 
escolha entre ambas as práticas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 14 
REFERÊNCIAS 
AAKER, David Austin. Criando e administrando marcas de sucesso. São Paulo: 
Futura, 1996. 
ALVES, Maria Leila. O papel equalizador do regime de colaboração estado-
município na política de alfabetização. 1990. 283 f. Dissertação (Mestrado em 
Educação) - Universidade de Campinas, Campinas, 1990. Disponível em: 
<http://www.inep.gov.br/cibec/bbe-online/>. Acesso em: 28 set. 2001. 
BRASIL. Consolidação das Leis do Trabalho. Texto do Decreto-Lei n.º 5.452, de 1 
de maio de 1943, atualizado até a Lei n.º 9.756, de 17 de dezembro de 1998. 25 ed. 
atual. e aum. São Paulo: Saraiva, 1999. 
CARVALHO, Maria Cecília Maringoni de (Org.). Construindo o saber: metodologia 
cientifica, fundamentos e técnicas. 5. ed. São Paulo: Papirus, 1995. 175 p. 
CURITIBA. Secretaria da Justiça. Relatório de atividades. Curitiba, 2004. 
DEMO, Pedro. Pesquisa: princípio científico e educativo. 6. ed. São Paulo: Cortez, 
1999. 
______. Metodologia do conhecimento científico. São Paulo: Atlas, 2000. 
MAINGUENEAU, Dominique. Elementos de lingüística para o texto literário. São 
Paulo: Martins Fontes, 1996. 
RAMPAZZO, Lino. Metodologia científica: para alunos dos cursos de graduação e 
pós-graduação. Lorena, SP: Stiliano; São Paulo: UNISAL, 1998. 
REIS, José Luís. O marketing personalizado e as tecnologias de Informação. 
Lisboa: Centro Atlântico, 2000. 
 15 
UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁ. Biblioteca Central. Normas para 
apresentação de trabalhos. 2. ed. Curitiba: UFPR, 1992. v. 2. 
 
 16 
4 ANEXO 
 
 
 
Tabela Plano de manutenção 
 SEMANAL MENSAL SEMESTRAL ANUAL 
Ponto de operação da 
bomba X 
Pressão de sucção X 
Vibrações e ruídos 
anormais X 
Nível do óleo X 
vazamento das gaxetas X 
temperatura dos 
mancais X 
Intervalo de troca de 
Óleo X 
Parafusos de fixação da 
bomba, do acionador e 
da base X 
Lubrificação do 
acoplamento (quando 
aplicável) X 
Alinhamento do conjunto 
bomba-acionador X 
Desmontar a bomba 
para manutenção. Após 
limpeza inspecionar 
estado dos mancais, 
das juntas, dos rotores e 
ado acoplamento. X 
 
	sumário
	1 INTRODUÇÃO
	2 DESENVOLVIMENTO
	Passo 1 – Projeto de Máquinas
	Passo 2 - Máquinas de Fluxos
	Passo 3 – Controle de Vibrações e Elementos de Máquina II
	Passo 4 – Gestão da Manutenção
	3 Conclusão
	referências
	4 ANEXO