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Estações Elevatórias – Bombas Hidráulicas Prof. Dr. Conan Ayade Salvador UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO RIO DE JANEIRO INSTITUTO DE TECNOLOGIA DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA DISCIPLINA: IT 144 - HIDRÁULICA APLICADA Seropédica - RJ, 13/02/2023 Introdução e Princípios Básicos; Propriedades Físicas dos Fluidos; Estática dos Fluidos; Hidrodinâmica; Hidrometria; Condutos Forçados; Bombas Hidráulicas; e, Condutos Livres. Programa da Disciplina Escada hidráulica Estações elevatórias– considerações gerais; Maquinas hidráulicas; Classificação das bombas hidráulicas; Bombas hidrodinâmicas: - Partes constituintes; - Classificação; - Princípio de funcionamento; Altura manométrica de instalação; Escolha da bomba e potência necessária; Peças especiais na instalação de bombeamento. Tópicos da Aula As estações elevatórias, ou de bombeamento, são obras de engenharia utilizadas para elevação de fluidos, na maioria das vezes fluidos líquidos como a água, de um nível topográfico mais baixo para um nível topográfico mais elevado. Considerações Gerais Essa elevação de nível é realizada com o uso de bombas hidráulicas, que são equipamentos mecânicos utilizados para transferirem energia de uma fonte externa para o fluido em bombeamtento. DESNÍVEL GEOMÉTRICO DE RECALQUE Maquinas Hidráulicas As máquinas hidráulicas são aquelas que promovem um intercâmbio entre a energia do fluido e a energia mecânica. Podem ser classificadas, principalmente, em motora e geradora. Maquinas Hidráulicas Energia Hidráulica Energia Mecânica Máquina hidráulica motora ou Máquinas Motrizes Máquina hidráulica geradora ou Máquinas Geratrizes Máquinas motrizes: De modo geral se destinam a acionar outras máquinas. Exemplos: turbinas hidráulicas, rodas d’água, entre outras; Máquinas geratrizes: Recebem a energia de outras máquinas. Exemplo: bombas hidráulicas. As bombas hidráulicas são máquinas geratrizes cuja finalidade é realizar o deslocamento de um líquido por escoamento. A classificação das bombas hidráulicas é função da forma que a energia externa é transferida ao líquido bombeado. Podem ser divididas em dois grande grupos: Classificação das Bombas Hidráulicas Bombas hidráulicas de deslocamento positivo ou volumétricas: o órgão fornece energia ao fluido em forma de pressão. São as bombas de engrenagens, êmbulo ou pistão, diafragmas, palhetas, parafusos, etc. O intercâmbio de energia é estático e o movimento é alternativo. Turbobombas ou bombas hidrodinâmicas: o órgão (rotor) fornece energia ao fluido em forma de energia cinética. O rotor se move sempre com movimento rotativo. A transferência de energia é deita por meio de um órgão mecânico com movimento rotativo ou alternativo, os quais classificam essas bombas. O movimento propulsor faz com que o fluido ocupe um determinado volume do interior da bomba, e em seguida, pelo aumento da pressão, é conduzido a canalização de saída. A vazão é praticamente constante, independente da carga hidráulica a que estão submetidas. As rotativas apresentam vazão contínua, enquanto que as alternativas ela é fornecida de forma intermitente. Classificação das Bombas Hidráulicas Bombas hidráulicas de deslocamento positivo ou volumétricas a) Bombas rotativas - Bombas de engrenagens; - Bombas de palhetas; - Bombas de parafuso; - Bombas de lóbulos; - Entre outras. b) Bombas alternativas - Bombas de pistão; e, - Bombas de diafragma; Destina-se ao bombeamento de líquidos de alta viscosidade, mas que não contenham partículas. Desenvolvem pressões na ordem de 10 a 30 MPa, vazões de 5 a 200 L s-1, e podem atingir a rotação de 4000 rpm. Classificação das Bombas Hidráulicas Bombas hidráulicas de deslocamento positivo ou volumétricas a) Bombas rotativas - Bombas de engrenagens Indicada para vazões mais elevadas e menores pressões que as bombas alternativas www.unicamp.br/fea/ortega/aulas/ aula10-Bombas.ppt Utilizada na alimentação de caldeiras e para sistema óleo-dinâmico de acionamento de média ou baixa pressão. Classificação das Bombas Hidráulicas Bombas hidráulicas de deslocamento positivo ou volumétricas a) Bombas rotativas - Bombas de palhetas www.unicamp.br/fea/ortega/aulas/ aula10-Bombas.ppt AZEVEDO NETTO et al. (1998). Classificação das Bombas Hidráulicas Bombas hidráulicas de deslocamento positivo ou volumétricas a) Bombas rotativas - Bombas de parafuso Também utilizadas no bombeamento de líquidos de alta viscosidade. O fluido é admitido pelo movimento de rotação e os filetes dos parafusos, os quais não se tocam. Em seguida é empurrado para a parte central onde é conduzido a saída. www.em.pucrs.br/lsfm/alunos/luc_gab/bo mbas1.html&usg Classificação das Bombas Hidráulicas Bombas hidráulicas de deslocamento positivo ou volumétricas a) Bombas rotativas - Bombas de lóbulos Tem funcionamento similar a de engrenagem, podendo apresentar até 4 lóbulos. Podem aplicados no bombeamento de produtos químicos, líquidos lubrificantes e não-lubrificantes de diversas viscosidades. www.unicamp.br/fea/ortega/au las/aula10-Bombas.ppt www.tetralon.com.br Classificação das Bombas Hidráulicas Bombas hidráulicas de deslocamento positivo ou volumétricas b) Bombas alternativas - Bombas de pistão São muito utilizadas no abastecimento doméstico de água. A vazão é dependente do tamanho do seu cilindro, do percurso e da velocidade do pistão. Encontrado em sistemas de roda d’ água. www.escoladavida.eng.br/mecflubasica/aula 4_e_5_unidade7.htm Classificação das Bombas Hidráulicas Bombas hidráulicas de deslocamento positivo ou volumétricas - Bombas de diafragma b) Bombas alternativas Tem princípio de funcionamento similar a de pistão, porém utilizadas para obtenção de vazões menores. É aplicada para bombeamento de fluidos tóxicos, soluções alcalinas, soluções corrosivas, polpas, etc. Classificação das Bombas Hidráulicas Turbobombas ou Bombas Hidrodinâmicas A energia é fornecida continuamente ao fluido por um rotor, que gira a alta velocidade aumentando a energia cinética que depois é transformada em energia de pressão. A aceleração do fluído é devido á força centrífuga e/ou de sustentação; A vazão fornecida depende da velocidade de rotação, e, das características do sistema e da bomba; São as mais utilizadas no meio agrícola (irrigação) e abastecimento, especialmente as bombas radiais ou centrífugas, que são muito funcionais e capazes de atendimento a uma ampla faixa de vazões e pressões; Bombas Hidrodinâmicas Partes constituintes de uma bomba hidrodinâmica Órgãos principais (do ponto de vista hidráulico): Rotor e Carcaça; Órgãos complementares: Eixo, anéis de desgaste, caixa de gaxeta, selo mecânico, rolamentos, e base de bomba. Bombas Hidrodinâmicas Partes constituintes de uma bomba hidrodinâmica Rotor: órgão móvel que fornece energia ao fluido. É responsável pela formação de uma depressão no seu centro para aspirar o fluido e de uma sobrepressão na periferia para recalcá-lo. Nada mais é do que um disco dotado de palhetas fixado a um eixo, que gira quando acionado por um motor. Corpo espiral: Também conhecido como carcaça, tem a função de coletar o fluido acelerado pelo rotor e transforma parte da energia cinética em energia de pressão, bem como, direcionam o fluido para a saída da bomba hidráulica. Pode ser do tipo voluta ou do tipo difusor. Voluta Difusor Demanda alta vazão e pequena Hm. Indicada para grandes Hm. Bombas Hidrodinâmicas Partes constituintes de uma bomba hidrodinâmica Órgãos complementares: Sistema de vedação por gaxeta. Sistema de suporte mecânico. Bombas Hidrodinâmicas Classificação das bombas hidrodinâmicas 1. Quanto à trajetória do fluido dentro do rotor: (a) Bombas radiais ou bombas centrífugas: o fluido entra no rotor na direção axial e sai na direção radial, em ângulo reto (90°). Caracterizam-se pelo recalque de pequenas vazões em grandes alturas.A força predominante é a centrífuga. (b) Bombas Axiais: seções o fluido entra no rotor na direção axial e sai também na direção axial. Caracterizam-se pelo recalque de grandes vazões em pequenas alturas. A força predominante é a de sustentação Bomba centrífuga Bomba axial Bombas Hidrodinâmicas Classificação das bombas hidrodinâmicas 1. Quanto à trajetória do fluido dentro do rotor: (c) Bombas diagonais ou mistas: seções o fluido entra no rotor na direção axial e sai fazendo um ângulo entre 0 e 90°. Trata-se de um caso intermediário entre as bombas radiais e axiais. Caracterizam-se pelo recalque de médias vazões em médias alturas. A força atuante é a centrífuga e a de sustentação. Bombas Hidrodinâmicas Classificação das bombas hidrodinâmicas 2. Quanto ao número de entradas para aspiração e sucção: (a) Sucção simples ou de entrada unilateral: a entrada do líquido se faz por meio de apenas um boca de sucção; (b) Dupla sucção ou de entrada bilateral: a entrada do líquido se faz por duas bocas de sucção, paralelamente ao eixo de rotação. Esta configuração equivale a dois rotores simples montados em paralelo. O rotor de dupla sucção acarreta uma melhoria no rendimento da bomba. Bomba de dupla sucção Bombas Hidrodinâmicas Classificação das bombas hidrodinâmicas 3. Quanto ao número de rotores dentro da carcaça: (a) Bombas de simples estágio ou unicelular: a bomba possui um único rotor dentro da carcaça. As dimensões excessivas e o baixo rendimento fazem com que os fabricantes limitem a altura manométrica para 100 m. Schneider Moto bombas entrada saída Bombas Hidrodinâmicas Classificação das bombas hidrodinâmicas 3. Quanto ao número de rotores dentro da carcaça: (b) Bombas de múltiplo estágio: a bomba possui dois ou mais rotores dentro da carcaça. É o resultado da associação de rotores em série dentro da carcaça. Essa associação permite a elevação do líquido a grandes alturas (> 100 m), sendo o rotor radial o indicado para esta associação. Bombas Hidrodinâmicas Classificação das bombas hidrodinâmicas 4. Quanto a posição do eixo: (a) Bomba de eixo horizontal: é a concepção construtiva mais comum; (b) Bomba de eixo vertical: usada na extração de água de poços profundos. Bombas de eixo vertical Bombas Hidrodinâmicas Classificação das bombas hidrodinâmicas 5. Quanto ao tipo de rotor: (a) Rotor aberto: usada para bombas de pequenas dimensões. Possui pequena resistência estrutural. Baixo rendimento. Dificulta o entupimento, podendo ser usado para bombeamento de líquidos abrasivos ou sujos. (b) Rotor semi-aberto ou semi-fechado: possui apenas um disco onde são afixadas as palhetas. São usados no bombeamento de líquidos com pequenas quantidades de material em suspensão; (c) Rotor fechado: usado no bombeamento de líquidos limpos. Possui discos dianteiros com as palhetas fixas em ambos. Evita a recirculação da água, ou seja, o retorno da água à boca de sucção. Rotor Fechado Rotor Semi-Aberto Rotor Aberto Bombas Hidrodinâmicas Classificação das bombas hidrodinâmicas 6. Quanto a posição do eixo da bomba em relação ao nível da água da sucção: (a) Bomba de sucção positiva: o eixo da bomba situa-se acima do nível d’água do reservatório de sucção (b) Bomba de sucção negativa ou afogada: o eixo da bomba situa-se abaixo do nível d’água do reservatório de sucção Bomba de Sucção positiva Bomba de Sucção negativa Estações Elevatórias – Bombas Hidráulicas Prof. Dr. Conan Ayade Salvador UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO RIO DE JANEIRO INSTITUTO DE TECNOLOGIA DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA DISCIPLINA: IT 144 - HIDRÁULICA APLICADA Seropédica - RJ, 17/02/2023 Bombas Hidrodinâmicas Princípio de funcionamento O rotor é submetido a um movimento circular e imprimi ao fluido uma força centrífuga (fluxo radial), ou de sustentação (fluxo axial) ou uma mistura das duas (fluxo misto ou diagonal). A ação dessas forças provoca uma depressão (pressão relativa negativa) no fluido à entrada do rotor, fazendo com que o mesmo seja aspirado. Adicionalmente, o “olho do rotor” tem um diâmetro menor do que a tubulação de sucção, fazendo com que a pressão na entrada diminua ainda mais. Após a transferência de energia cinética pelo rotor, o fluido é encaminhado pelas paredes da carcaça em uma seção progressivamente crescente, gera-se uma sobrepressão (pressão relativa positiva) à saída bomba (início da tubulação de recalque). Altura manométrica de instalação Bomba situada acima do nível d’água Aplicando-se o teorema de Bernoulli entre os pontos (1) e (2), tem-se: Observa-se que: 𝑝1 𝛾 = 𝑝𝑎𝑡𝑚 𝛾 − ℎ𝑠𝛾 𝛾 𝑝1 𝛾 = 𝑝𝑎𝑡𝑚 𝛾 − ℎ𝑠 𝑝2 𝛾 = 𝑝𝑎𝑡𝑚 𝛾 + ℎ𝑟𝛾 𝛾 𝑝2 𝛾 = 𝑝𝑎𝑡𝑚 𝛾 + ℎ𝑟 𝑧1 = 𝑧2 𝑉2 2 − 𝑉1 2 2𝑔 ≈ 0 𝑝1 𝛾 + 𝑉1 2 2𝑔 + 𝑧1 + 𝐻𝑚 = 𝑝2 𝛾 + 𝑉2 2 2𝑔 + 𝑧2 + ℎ𝑓𝑇 𝐻𝑚 = 𝑝2 − 𝑝1 𝛾 + 𝑉2 2 − 𝑉1 2 2𝑔 + (𝑧2−𝑧1) + ℎ𝑓𝑇 (1) PERES (2006). Altura manométrica de instalação Substituindo as relações anteriores na eq. (1): A medição da altura manométrica pode ser feita com o uso de um manômetro instalado após a saída da bomba e de um vacuômetro instalado próxima a entrada da bomba, utilizando a equação abaixo: 𝐻𝑚 = (ℎ𝑟+ℎ𝑓 𝑟) + (ℎ𝑠+ℎ𝑓 𝑠) (2) Sendo o desnível geométrico (Hg) = hr +hs : 𝐻𝑚 = 𝐻𝑔 + ℎ𝑓𝑇 (3) 𝐻𝑚 = 𝑀 + 𝑉 +𝑚 (4) M – leitura do manômetro, m; V – leitura do vacuômetro, m; e, m – distância vertical entre os dois aparelhos, m. Bomba situada acima do nível d’água 𝐻𝑚 = (ℎ𝑟+ ℎ𝑠) + (ℎ𝑓 𝑟 + ℎ𝑓 𝑠) Altura manométrica de instalação Bomba afogada (sucção negativa) Aplicando-se o teorema de Bernoulli entre os pontos (3) e (4), tem-se: Observa-se que: 𝑝3 𝛾 = 𝑝𝑎𝑡𝑚 𝛾 + ℎ𝑠𝛾 𝛾 𝑝3 𝛾 = 𝑝𝑎𝑡𝑚 𝛾 + ℎ𝑠 𝑝4 𝛾 = 𝑝𝑎𝑡𝑚 𝛾 + ℎ𝑟𝛾 𝛾 𝑝4 𝛾 = 𝑝𝑎𝑡𝑚 𝛾 + ℎ𝑟 𝑧1 = 𝑧2 𝑉4 2 − 𝑉3 2 2𝑔 ≈ 0 𝑝3 𝛾 + 𝑉3 2 2𝑔 + 𝑧3 + 𝐻𝑚 = 𝑝4 𝛾 + 𝑉4 2 2𝑔 + 𝑧4 + ℎ𝑓𝑇 𝐻𝑚 = 𝑝4 − 𝑝3 𝛾 + 𝑉4 2 − 𝑉3 2 2𝑔 + (𝑧4−𝑧3) + ℎ𝑓𝑇 (5) PERES (2006). Altura manométrica de instalação Substituindo as relações anteriores na eq. (5): A medição da altura manométrica pode ser feita com o uso de um manômetro instalado após a saída da bomba e assumindo a leitura do vacuômetro igual ao desnível da sucção, utilizando a equação abaixo: 𝐻𝑚 = (ℎ𝑟+ℎ𝑓 𝑟) + (ℎ𝑓 𝑠 − ℎ𝑠) (6) Sendo o desnível geométrico (Hg) = hr + (- hs): 𝐻𝑚 = 𝐻𝑔 + ℎ𝑓𝑇 (3) 𝐻𝑚 = 𝑀 − ℎ𝑠 +𝑚 (7) M – leitura do manômetro, m; V – leitura do vacuômetro, m; e, m – distância vertical entre o aparelho e o eixo da bomba, m. Bomba afogada (sucção negativa) 𝐻𝑚 = (ℎ𝑟 − ℎ𝑠) + (ℎ𝑓 𝑟 + ℎ𝑓 𝑠) Altura manométrica de instalação Bomba situada acima do nível d’água OBSERVAÇÃO: Caso exista necessidade de pressão de serviço disponível no ponto de saída do fluido bombeado, deve-se considerar que essa energia também deve ser fornecida ao líquido pela bomba hidráulica. Dessa forma, as equações anteriormente apresentadas devem ser ajustadas para esse cenário. 𝐻𝑚 = 𝐻𝑔 + ℎ𝑓𝑇 + 𝑷𝒓𝒆𝒔𝒔ã𝒐 𝒏𝒂 𝒔𝒂í𝒅𝒂 𝐻𝑚 = (ℎ𝑟+ℎ𝑓 𝑟) + (ℎ𝑠+ℎ𝑓 𝑠) + 𝑷𝒔𝒂í𝒅𝒂 Bomba afogada (sucção negativa) 𝐻𝑚 = 𝐻𝑔 + ℎ𝑓𝑇 + 𝑷𝒓𝒆𝒔𝒔ã𝒐 𝒏𝒂 𝒔𝒂í𝒅𝒂 𝐻𝑚 = (ℎ𝑟+ℎ𝑓 𝑟) + ℎ𝑓 𝑠 − ℎ𝑠 + 𝑷𝒔𝒂í𝒅𝒂 Irrigação por Autopropelido Escolha da bomba e potência necessária Basicamente, a seleção de uma bomba para uma determinada situação é função da: Vazão a ser recalcada (Q): Depende do consumo diário da instalação, da jornada de trabalho da bomba e do número de bombas em funcionamento. - Vazão a ser recalcada (Q); - Altura manométrica instalada (Hm) Altura manométrica da instalação (Hm): O levantamento topográfico do perfil do terreno permite determinar: o desnível geométrico da instalação (Hg), o comprimento das tubulações de sucção e de recalque e o número de peças especiais dessas tubulações. A partir desses dados, e conhecendo-se os diâmetros de sucção e de recalque obtêm-se hf Total. Escolha da bomba e potência necessária A escolha do diâmetro internoda tubulação de recalque tem efeitos sobre o custo de investimento inicial e nos custos operacionais de uma estação de bombeamento. Diâmetro da tubulação de recalque Desse modo, quando se utiliza uma diâmetro menor, o investimento inicial é menor, no entanto, os custos operacionais podem ser de tal ordem que anulem essa vantagem inicial de menor investimento (PERES 2006). O correto é fazer um balanço econômico entre o custo da tubulação e o custo da manutenção do sistema. Escolha da bomba e potência necessária A escolha do diâmetro da tubulação de recalque pode ser realizado por: Diâmetro da tubulação de recalque Critério da velocidade econômica (critério prático); Fórmulas empíricas (Bresse e ABNT); e, Análise econômica. Ideal, porém mais trabalhoso 1. Critério das velocidades econômicas Por meio da observação de instalações de bombeamento bem operadas tecnicamente e economicamente, verificou-se a seguinte variação da velocidade média de escoamento: No recalque: 1,35 m s-1 < V < 3,50 m s-1; Na sucção: 0,50 m s-1 < V < 1,50 m s-1. Limite recomendado de Vr ≤ 2,5 m s-1. Limite recomendado de Vs ≤1,5 m s-1. Escolha da bomba e potência necessária Diâmetro da tubulação de recalque 1. Critério das velocidades econômicas A utilização de velocidades menores é uma medida adequada para evitar a ocorrência de cavitação; Adota-se na tubulação de sucção o diâmetro comercial imediatamente superior ao calculado na tubulação de recalque. 2. Fórmula de Bresse Recomendada para funcionamento contínuo, ou seja: 24 horas dia-1. D = 6 𝐶1 𝐶2 𝑥 6 𝛽𝛾 15𝜂 𝑥 𝑄 C1 – custo médio do conjunto motobomba, incluindo custo de funcionamento (energia) e manutenção, por unidade de potência; C2 – custo médio do metro de tubo por unidade de diâmetro, inclusive as despesas de instalação e manutenção.D = 𝑘 . 𝑄0,5 Escolha da bomba e potência necessária Diâmetro da tubulação de recalque 2. Fórmula de Bresse No Brasil se tem o valor de k variando entre 0,9 e 1,4. Normalmente se adota k = 1. Abaixo se observa a relação entre os valores de k e de velocidade de escoamento, segundo AZEVEDO NETTO et al, (1998). Outras equações: 𝐷 = 0,9𝑄0,45USA: França (Vilbert): 𝐷 = 𝑘 𝑁. 𝑒 𝑓 0,154 𝑄0,45 D – m; e Q – m3 s-1. N – número de horas de bombeamento diárias dividido por 24h; e – custo da energia elétrica, kWh; f – custo do ferro dúctil, kg; Q – m3 s-1; k – 1,55 para 24h ou 1,35 para 10h. Escolha da bomba e potência necessária Diâmetro da tubulação de recalque 2. Fórmula de Bresse 3. Fórmula da ABNT (NB – 92/66) Recomendada para funcionamento intermitente ou não contínuo: Quando o diâmetro calculado não coincidir com o comercial, adota-se o diâmetro comercial imediatamente acima para a sução, e o imediatamente abaixo para o recalque. 𝐷𝑟 = 1,3 𝑇 24 0,25 𝑄 Dr – diâmetro do recalque, mm; T – número de horas de funcionamento diária, h; Q – vazão, m3 s-1. Quando o diâmetro calculado não coincidir com o comercial, adota-se o diâmetro comercial imediatamente acima para a sução, e o imediatamente abaixo para o recalque. Escolha da bomba e potência necessária Diâmetro da tubulação de recalque 4. Análise econômica Recomendado para obras de grande envergadura e de grande responsabilidade técnica. Os custos operacionais são constituídos basicamente do consumo de energia (elétrica ou de combustível) para acionamento das motobombas. O custo total (CT) do bombeamento envolverá o custo de investimento (CI) e o custo operacional (CO). Nesse procedimento são investigados diferentes diâmetros internos de tubulação de recalque, considerando uma série de variáveis, a saber: investimento inicial, vida útil do equipamento, taxa de juros no mercado financeiro, custo de energia consumida e tempo de bombeamento Nessa etapa do projeto deve-se dar a mesma atenção quando do equacionamento dos problemas hidráulicos. Escolha da bomba e potência necessária Diâmetro da tubulação de recalque 4. Análise econômica Tabela. Valores da vida útil e taxas de manutenção de componentes de sistema de irrigação. CARVALHO & OLIVEIRA (2008). Escolha da bomba e potência necessária Diâmetro da tubulação de recalque 4. Análise econômica Tabela. Estudo econômico de linhas de recalque AZEVEDO NETTO et al. (1998). Escolha da bomba e potência necessária Como já abordado no tópico de Hidrodinâmica, sabe-se que: Potência necessária ao funcionamento da bomba 1 CV = 736 W; 1 kW = 1000 W = 1,359 CV . a) Potência fornecida pela bomba: 𝑃𝑜𝑡 𝑊 = 𝑄(𝑚3𝑠−1). 𝛾(𝑁𝑚−3). 𝐻𝑚(𝑚𝑐𝑙í𝑞𝑢𝑖𝑑𝑜) 𝑃𝑜𝑡(𝐶𝑉) = 𝑄 𝑚3𝑠−1 . 𝛾 𝑘𝑔𝑓 𝑚−3 . 𝐻𝑚(𝑚𝑐𝑙í𝑞𝑢𝑖𝑑𝑜) 75 𝑃𝑜𝑡 𝐴𝐵𝑆 = 𝑄 𝑚3𝑠−1 . 𝛾 𝑘𝑔𝑓 𝑚−3 . 𝐻𝑚(𝑚𝑐𝑙í𝑞𝑢𝑖𝑑𝑜) 75. 𝜂𝐵 b) Potência absorvida pela bomba: ηB – rendimento da bomba, decimal. Escolha da bomba e potência necessária Potência instalada em um sistema de bombeamento H2O M B (a)(b)(c)(d) Rede elétrica trifásica 𝑃𝑜𝑡 𝐴𝐵𝑆 = 𝑄 𝑚3𝑠−1 . 𝛾 𝑘𝑔𝑓 𝑚−3 . 𝐻𝑚(𝑚𝑐𝑙í𝑞𝑢𝑖𝑑𝑜) 75. 𝜂𝐵 . 𝜂𝑀 c) Potência absorvida pelo motor: ηM – rendimento do motor, decimal. c) Potência fornecida pelo motor: Supondo η acoplamento = 100%, tem-se: (c) = (b). Escolha da bomba e potência necessária Potência instalada em um sistema de bombeamento O motor elétrico ideal para bombeamento é do tipo assíncrono, alimentado com corrente trifásica, rotor em curto circuito e tensão de alimentação de 380/220 V (Volts). Os motores elétricos normalmente operam em 1150, 1750 e 3500 rpm. No geral bombas pequenas operam a 3500 rpm, enquanto que maiores fazem rotações mais baixas. Na seleção do motor elétrico admite-se uma certa folga de potência em relação aquela requerida (absorvida) pela bomba hidráulica, conforme a Tabela abaixo: Motores Elétricos Potência absorvida pela bomba (Pabs) Potência do motor elétrico Até 2 CV Pabs + 50 % 2 CV < Pabs ≤ 5 CV Pabs + 30 % 5 CV < Pabs ≤ 10 CV Pabs + 20 % 10 CV < Pabs ≤ 20 CV Pabs + 15 % Pabs > 20 CV Pabs + 10 % Motores à diesel (qualquer potência) Pabs + 25 % Motores à gasolina (qualquer potência) Pabs + 50 % Escolha da bomba e potência necessária Potência instalada em um sistema de bombeamento Os motores elétricos nacionais são normalmente fabricados com as seguintes potências padronizadas em CV: 1/12 1/8 1/6 1/4 1/3 1/2 3/4 1 1½ 2 3 4 5 6 7½ 10 12½ 15 20 25 30 35 40 45 50 60 75 100 125 150 200 250 300 350 425 475 530 600 675 750 850 950. Caso a potência calculada seja diferente das padronizadas, deve-se selecionar o motor elétrico com potência imediatamente superior à necessária na listagem acima. A potência do transformador elétrico pode ser calculada por meio da equação abaixo (PERES, 2006): 𝑃𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑓 = 0,97 𝑃𝑚𝑜𝑡𝑜𝑟 Ptransf – potência do transformador, kVA; Pmotor – potência do motor, CV. Escolha da bomba e potência necessária Considerações para potência fornecida por motores de combustão A potência fornecida pelos motores de combustão interna varia com a pressão atmosférica (redução de 1% a cada 100 m acima do nível do mar) e com a temperatura (redução de 1% a cada 6 °C acima de 15 °C). Para a avaliação econômica deve-se considerar o consumo médio de combustível abaixo, para os motores de combustão interna: Motor a óleo diesel: 0,25 a 0,35 L CV-1 h-1; Motor gasolina: 0,30 a 0,40 L CV-1 h-1. Peças especiais na instalação de bombeamento MOTOBOMBA TUBULULAÇÃO DE SUCÇÃO TUBULULAÇÃO DE RECALQUE “Os olhos jamais viram, os ouvidos jamais ouviram, e os corações jamais sentiram o que preparei para você” 1 Coríntios -2:9
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