PROJETO ESTACAO DE REQUALQUE- HIDRÁULICA AGRÍCOLA

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 UNIVERSIDADE ESTADUAL DO TOCANTINS - UNITINS 
CÂMPUS PROF. LEDA VERÔNICA B. D. SILVA
 CURSO DE ENGENHARIA AGRONÔMICA 
DISCIPLINA: HIDRÁULICA AGRÍCOLA 
 
 
 
 
 
 
 
PROJETO ESTAÇÃO DE RECALQUE 
Trabalho acadêmico referente à disciplina de hidráulica agrícola. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Palmas - TO 
2021
 
 
 
 
PROJETO ESTAÇÃO DE RECALQUE 
Trabalho acadêmico referente à disciplina de hidráulica agrícola. 
 
 
 
 
Trabalho Avaliativo, apresentado como requisito parcial para obtenção de aprovação na disciplina de Hidráulica Agrícola, referente ao Curso de Engenharia Agronômica, na 
Universidade Estadual do Tocantins. 
 
 
Palmas, 28 de abril de 2021. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Sumário 
 
1. INTRODUÇÃO 	5 
2. DADOS INICIAIS	6 
3. DEFINIR VAZÃO DA TUBULAÇÃO/BOMBA	7 
4. DIMENSIONAMENTO DOS CONDUTOS	8 
5. CÁLCULO DAS PERDAS DE CARGA	8 
6. DETERMINAR ALTURA MANOMÉTRICA	9 
6.1. SUCÇÃO	9 
6.2. RECALQUE 	9 
6.3. PONTO DE PROJETO	 
7. SELEÇÃO DA BOMBA	10 
8. CÁLCULO DA POTÊNCIA DO MOTOR	11 
8.1. A CURVA DA BOMBA SELECIONADA SERÁ MANTIDA	12 
9. ESTUDO DE CAVITAÇÃO	13 
10. ALTURA MÁXIMA DE SUCÇÃO	13 
11. LISTA DE MATERIAIS E ORÇAMENTO	14 
Palmas- TO
Abril- 2021 
 
 	 
1. INTRODUÇÃO
Este trabalho prático visa a elaboração de um pré-projeto estação de bombeamento de água para abastecer um sistema de irrigação por aspersão convencional em uma área cultivada.
A elaboração do projeto em questão visa buscar um dimensionamento para um sistema de recalque de uma pequena área escolhida para a irrigação por gotejamento de hortaliças. 
A área escolhida é no município de Palmas, localizada em 10°21’25’’S 48°21’57’’W, como fonte de captação, um poço semiartesiano, a área a ser irrigada inicialmente é de 20x50m ou 0,1 hectare, mas, será expandida para 1ha, para a irrigação por gotejamento da cultura do tomate, a espécie escolhida foi, o Tomate hibrido imbuia (saladete). 
Onde a máxima fração de esgotamento de agua disponível no solo (f) = 0,40. A lamina de agua por hectare necessária para hortaliças é de 78 m³/dia/há. Como já mencionado o sistema de irrigação escolhido foi o de Irrigação localizada por gotejamento, com eficiência de 90% ou de 0,9. 
Sistema de Recalque – Sempre que tivermos que transportar uma determinada quantidade de líquido de um reservatório inferior a um reservatório superior é necessário fornecer por meios mecânicos, uma certa quantidade de energia ao líquido. O conjunto constituído pela canalização e meios mecânicos denomina-se Sistema de Recalque, onde nele se distinguem, o Conjunto de Moto-Bombas, onde nas instalações prediais é necessário o emprego de dois conjuntos de moto-bombas, ficando um de reserva para atender a eventuais emergências. Normalmente, se usam bombas acionadas por motores elétricos. Depois temos a Canalização de Sucção – que é a parte da tubulação que conduz água do reservatório inferior, até a bomba. Canalização de Recalque – é a que conduz a água da bomba ao reservatório superior.
DADOS INICIAIS 
 
· Cota do nível de captação= 250 metros
· Cota de agua no ponto de descarga (área irrigada) = 288 metros
· Altitude da casa de bomba= 255 metros
· Comprimento da canalização de sucção= 10 metros
· Comprimento da canalização de recalque= 350 metros
· Volume de agua a ser bombeado diariamente = 89 m³/dia
· Tempo previsto para funcionamento da bomba (NH) = 8 horas/dia
 
 
 
 
 
 
DEFINIR VAZÃO DA TUBULAÇÃO/BOMBA 
 
Para encontrar a vazão da tubulação é necessário relacionar o volume de água a ser bombeado diariamente com o tempo previsto para o funcionamento da bomba. Como a vazão necessária definida é de 11,125 m³/dia e a jornada de trabalho é de 8h/dia, então: 
 
Q= volume/tempo 
Q= 89 m³/8h= 11,125 m³/h
Q= 0,003 m³/s
DIMENSIONAMENTO DOS CONDUTOS 
 
 Para se encontrar os diâmetros de recalque e sucção, utilizaremos a fórmula da ABNT (NBR 92/66), por ela ser indicada para conjuntos elevatórios de operação intermitente. 
Definição do diâmetro da tubulação pelo método ABNT:
D= 
D= m³/s
D= 53 mm
 
O diâmetro calculado pela equação acima dificilmente coincide com um diâmetro disponível no mercado, por este motivo, e uma pratica comum a adoção do diâmetro comercial imediatamente superior para a canalização de sucção e do imediatamente inferior, para a canalização de recalque. 
 	Logo, o diâmetro de recalque será de 100 mm e o diâmetro de sucção será de 125 mm. 
 
 
 
CÁLCULO DAS PERDAS DE CARGA 
 
O comprimento dos condutos é definido pela seguinte planilha: 
	Material necessário para sucção (125 mm)
	Nome 
	Quant. 
	L (m)
	Válvula de pé 
	1 
	21,0
	Crivo 
	1 
	0,9
	Curva de Raio Longo 90º 
	1 
	1,6 
	Redução Excêntrica 
	1 
	0,8
	TOTAL
	25,73
 
	Material necessário Recalque (100 mm) 
	Nome 
	Quant. 
	L (m)
	Válvula de retenção 
	1 
	12,9 
	Registro de Gaveta 
	1 
	0,7
	Redução Concêntrica 
	1 
	0,6
	TOTAL
	14,2
 
PERDA DE CARGA
Hf sucção= 
Hf sucção= = 0,0074 m.c.a
Hf recalque= 
Hf recalque= = 1,16 m.c.a
 
PERDA DE CARGA LOCALIZADA- Sucção 
 
Hf sucção= 
Hf sucção= = 0,019 m.c.a
PERDA DE CARGA LOCALIZADA- Recalque 
 
Hf recalque= 
Hf recalca= = 0,047 m.c.a
ALTURA MANOMÉTRICA= Hf sucção+ Hf recalque + Alt. Geográfica
Altura manométrica= 0,0074+1,16+0,019+0,047+35
Altura manométrica = 36,23 m.c.a
Ponto de Projeto 
 
 A partir do ponto de projeto escolheremos a bomba que melhor que encaixa nos criterios estabelecidos. 
 
	Ponto de Projeto 
	Hm = 36,23 m.c.a
	Q = 11,125 m³/h 
 
 
 
 
SELEÇÃO DA BOMBA 
 
A partir do catálogo de motobombas da SCHNEIDER MOTOBOMBAS, a bomba considerada mais adequada para o projeto, conciliando o ponto de projeto e as alturas manométricas de sucção e recalque, foi a motobomba do modelo BC-92S 1B. 
· A bomba selecionada é centrífuga, potencializando a elevação da pressão manométrica, que é o objetivo do projeto. Ela é indicada para abastecimento de água, drenagem, irrigação, indústria de açúcar e álcool, ar condicionado, instalações prediais e sistemas de prevenção e combate contra incêndio. As características da bomba são: Bomba de água centrífuga 3,0 CV Monofásica 110/220V BC-92S 1B Rotor 155 mm SCHNEIDER 
Tipo: Centrífuga- Monofásica (110V/220V)
Potência: 3 CV
Estágios: 4 Estágios
Modelo: Modelo: BC-92S 1B
Marca: Schneider
Detalhes Técnicos do Produto Padrão:
Detalhes Técnicos do Produto Padrão
Linha S: motobomba sem intermediário
Bocais com rosca BSP
Caracol da motobomba de ferro fundido GG-15
Rotor fechado de alumínio
Selo mecânico constituído de aço inox AISI-304, buna N, grafite e cerâmica
Motor elétrico IP-21 com flange incorporada, 2 Polos, 60 Hz.
Figura 1- relação NPSH da motobomba
Figura 2- relação da motobomba com o diâmetro do rotor. 
Figura 3- características vazão/alt. Manométrica da motobomba escolhida. 
CÁLCULO DA POTÊNCIA DO MOTOR 
 
A curva da bomba selecionada será mantida 
 
Primeiramente deve-se encontrar o ponto de funcionamento da bomba, o qual é o ponto de interseção entre a curva da tubulação e a curva da bomba, os quais serão os pontos de funcionamento. 
Assim sendo, a curva da tubulação foi dada pela equação abaixo: 
PotB (cv)= = 
PotB= = 1,65 cv ou 1,25kw
1cv=736 w
1,65 cv = x
 
Assim, o ponto de funcionamento da bomba encontrado foi: 
 
	Ponto de funcionamento 
	Ponto de projeto 
	Hm = 36 m 
	Hm = 36,23m 
	Q = 13,7 m³/h 
	Q = 11,125 m³/h 
 
 
De acordo com a tabela acima, quando a potência da bomba hidráulica elétrica for inferior a 2 cv, deve-se adicionar ao cálculo, 50% da potência do motor para encontrar a motobomba com potência ideal. 
Pmotor= 1,65 cv+ 50%= 2,475 cv ou 1,89 kw
 
 
 
ESTUDO DE CAVITAÇÃO 
 
A cavitação é um fenômeno gerado a partir de quedas repentinas de pressão, geralmente observado em sistemas hidráulicos. A combinação entre a pressão, temperatura e velocidade resulta na liberação de ondas de choque de micro jatos altamente carregados energeticamente, provocando o surgimento de altas tensões mecânicas e elevação da temperatura, gerando assim, danos na superfície atingida. 
Para evitar esseprocesso de cavitação o NPSHd > 1,15 x NPSHR. O NPSHd é calculado através da fórmula: 
 
= 10,33-0,0012 *L
= 10,33- 0,0012* 255
NPSHd= (
NPSHd= 10,024mca- 5 m – 0,0264 m.c.a- 0,32°
NPSHd= 4,68 m.c.a
NPSHr= 3,5 m.c.a
Para a vazão de 13,7m³/hora o NPSH da bomba BC-92 S 1B, 3 cv é de 8 metros.
NPHSr <NPSHd = não haverá cavitação. 
 Portanto a bomba não deverá cavitar. 
 
ALTURA MÁXIMA DE SUCÇÃO 
 
	 	A altura máxima de sucção é encontrada através da formula: 
 
NPSHd= () – Hgs- Hfs- Hv
(
(=10,33 – 0,0012 – 255
(
NPSHd= 10,024 m.c.a – 5 m – 0,0264 m -0,32°
NPSHd= 4,67 m.c.a
Hgs máx.= 
Hgs máx. = 10,024 m.c.a- 4,67 m.c.a- 0,0264 m- 0,32°
Hgs máx. = 5,0 m.c.a
 
LISTA DE MATERIAIS E ORÇAMENTO 
	MATERIAL
	QUANTIDADE 
	VALOR UNIT.
	
	BOMBA HIDRÁULICA 
	1 
	R$1.198,48
	R$1.198,48
	TUBULAÇÃO (100mm)
	59
	R$ 115,00
	R$6.785,00
	TUBULAÇÃO (125mm)
	2
	R$ 128,00
	R$ 256,00
	VÁLVULA DE PÉ COM CRIVO (125mm)
	1
	R$ 160,00
	R$ 160,00
	CURVA DE RAIO LONGO (90⁰ - 125mm)
	1
	R$ 126,40
	R$ 126,40
	REDUÇÃO EXCÊNTRICA (125mm)
	1
	R$ 41,90
	R$ 41,90
	REDUÇÃO CONCÊNTRICA (100mm)
	1
	R$ 32,42
	R$ 32,42
	VÁLVULA RETENÇÃO PESADA (100mm)
	1
	R$ 121,90
	R$ 121,90
	REGISTRO DE GAVETA ( 100mm)
	1
	R$ 326,30
	R$ 326,90
	TOTAL 
	R$ 8.722,10
 	
Os valores das peças foram encontrados através de pesquisas em tabelas de preços de insumos, sites como mercado livre, tigre, lojas relacionadas com o assunto, entre outros. 
 
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