Aula 05- sistema de recalque

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<p>Curso de Engenharia Civil</p><p>Disciplina: Instalações Prediais, Hidro sanitárias e de</p><p>Combate à Incêndio</p><p>Sistema de Recalque</p><p>Professora: Msc. Marinara A. N. Moura</p><p>UniFAJ</p><p>AULA 03Sistemas de Recalque</p><p>Instalações Prediais, Hidrossaniárias e de Combate à Incêndio– ProfaMarinara Moura</p><p>“Sistema destinado a elevar a pressão da água</p><p>em uma instalação predial de água fria, quando</p><p>a pressão disponível na fonte de abastecimento</p><p>for insuficiente, para abastecimento do tipo</p><p>direto, ou para suprimento do reservatório</p><p>elevado no caso de abastecimento do tipo</p><p>indireto” (NBR 5626).</p><p>AULA 03Sistemas de Recalque</p><p>Instalações Prediais, Hidrossaniárias e de Combate à Incêndio– ProfaMarinara Moura</p><p>As bombas hidráulicas são máquinas com o objetivo de elevar a água ou outro fluido, utilizando energia</p><p>mecânica externa (motor elétrico ou térmico, força manual, etc.) (CREDER, 1996).</p><p>A energia que a bomba fornece ao líquido tem o nome genérico de altura de elevação. O termo altura</p><p>deve ser entendido sempre como energia cedida à unidade do peso líquido e não apenas como desnível</p><p>topográfico (MACINTYRE, 2010).</p><p>AULA 03Sistemas de Recalque</p><p>Instalações Prediais, Hidrossaniárias e de Combate à Incêndio– ProfaMarinara Moura</p><p>O recalque é a tubulação que vai da bomba ao reservatório</p><p>superior</p><p>tubulação de sucção vai da válvula de pé no reservatório</p><p>inferior até a bomba.</p><p>AULA 03Sistemas de Recalque</p><p>Instalações Prediais, Hidrossaniárias e de Combate à Incêndio– ProfaMarinara Moura</p><p>A válvula de retenção é um dispositivo mecânico que somente permite um fluido (líquido ou gás) a escoar em uma</p><p>direção. Serve para evitar que a água que está subindo volte pela tubulação.</p><p>A válvula de pé com crivo destina-se a reter a coluna d'água nas tubulações verticais de captação das bombas,</p><p>durante os períodos de parada das mesmas. Facilita, assim, a sucção no momento da reativação das bombas. Além</p><p>disso, objetivam manter o tubo de sucção cheio de água, evitando que entre ar na bomba. Evita a entrada de resíduos</p><p>que possam danificar a bomba, através do crivo.</p><p>Válvula de retenção Válvula de pé com crivo</p><p>h"ps://www.youtube.com/watch?v=IPKnhGjCdeI</p><p>AULA 03Sistemas de Recalque</p><p>Instalações Prediais, Hidrossaniárias e de Combate à Incêndio– ProfaMarinara Moura</p><p>• As bombas centrífugas acionadas por motor elétrico são as utilizadas</p><p>em instalações prediais de água fria</p><p>• As instalações elevatórias devem possuir no mínimo duas bombas</p><p>independentes, para garantir o abastecimento de água no caso de falha</p><p>de uma das unidades (NBR 5626).</p><p>Bombas</p><p>AULA 03Sistemas de Recalque</p><p>Instalações Prediais, Hidrossaniárias e de Combate à Incêndio– ProfaMarinara Moura</p><p>As instalações elevatórias deverão atender às seguintes condições:</p><p>• O conjunto moto-bomba deverá ter comando manual e automático</p><p>• Prever abrigo para sua instalação, que deverão atender aos seguintes requisitos:</p><p>• facilidade de acesso para as operações de comando de registros e de conservação,</p><p>• ventilação adequada,</p><p>• iluminação adequada para reparos e inspeções,</p><p>• proteção contra enxurradas ou enchentes,</p><p>• drenagem da água de respingo das bombas ou água de limpeza,</p><p>• dimensões adequadas para operação, inspeções e reparos.</p><p>Bombas</p><p>AULA 03Sistemas de Recalque</p><p>Instalações Prediais, Hidrossaniárias e de Combate à Incêndio– ProfaMarinara Moura</p><p>Localização das bombas em relação ao nível da água</p><p>Bombas</p><p>AULA 03Sistemas de Recalque</p><p>Instalações Prediais, Hidrossaniárias e de Combate à Incêndio– ProfaMarinara Moura</p><p>Bombas em série</p><p>Bombas em paralelo</p><p>AULA 03Sistemas de Recalque</p><p>Instalações Prediais, Hidrossaniárias e de Combate à Incêndio– ProfaMarinara Moura</p><p>AULA 03Sistemas de Recalque</p><p>Instalações Prediais, Hidrossaniárias e de Combate à Incêndio– ProfaMarinara Moura</p><p>Capacidade horária das bombas:</p><p>Segundo a NBR 5626 a capacidade horária mínima da bomba é de 15% do Consumo Diário, ou seja 6,66h/24 horas</p><p>de funcionamento da bomba.</p><p>Com base na experiência de muitas instalações executadas, as seguintes sugestões são feitas por Macintyre 2010</p><p>(mais comumente utilizadas para cálculo de projetos):</p><p>Prédios de apartamentos e hotéis: 03 períodos de 1 hora e 30 minutos cada;</p><p>Prédios de escritórios: 02 períodos de 2 horas cada;</p><p>Hospitais: 03 períodos de 2 horas cada; e</p><p>Indústrias: 02 períodos de 2 horas cada.</p><p>AULA 03Sistemas de Recalque</p><p>Instalações Prediais, Hidrossaniárias e de Combate à Incêndio– ProfaMarinara Moura</p><p>Determinação da Vazão da bomba</p><p>Qbomba = Cd/ Tfunc, onde :</p><p>Tfunc. = tempo de funcionamento da bomba no período de 24 horas;</p><p>Cd = consumo diário (L/dia)</p><p>*A vazão mínima a ser admitida para instalações elevatórias, segundo a NBR-5626, deverá ser igual a</p><p>15% do consumo diário.</p><p>Determinação dos diâmetros de Recalque e Sucção</p><p>Utiliza-se a fórmula de Forchheimmer-Bress para se obter o diâmetro da tubulação de recalque:</p><p>Onde: Tfunc./24 = tempo de funcionamento da bomba no período de 24 horas;</p><p>Qbomba = descarga de bomba (m³/s)</p><p>AULA 03Sistemas de Recalque</p><p>Instalações Prediais, Hidrossaniárias e de Combate à Incêndio– ProfaMarinara Moura</p><p>• O diâmetro da tubulação de sucção é escolhido adotando-se no mínimo uma bitola comercial do tubo,</p><p>imediatamente acima do de recalque.</p><p>Ds >Dr</p><p>O dimensionamento das tubulações de recalque</p><p>e sucção ficará sujeito a confirmação, após</p><p>dimensionamento da bomba recalque.</p><p>AULA 03Sistemas de Recalque</p><p>Instalações Prediais, Hidrossaniárias e de Combate à Incêndio– ProfaMarinara Moura</p><p>Para determinação da bomba a ser utilizada pelo sistema é necessário a determinação da altura manométrica e</p><p>geométrica.</p><p>HG = HREC + HSUC</p><p>• A altura geométrica é o valor do desnível geométrico vertical</p><p>(diferença entre a cota do nível do fluido superior e inferior),</p><p>podendo ser dividida nas parcelas: altura de sucção, hSUC, e</p><p>altura de recalque, hREC</p><p>• A altura de sucção, hSUC, é a distância vertical entre o nível</p><p>do fluido no reservatório inferior e o eixo da bomba. A altura</p><p>de recalque, hREC, é a distância vertical entre o eixo da</p><p>bomba e o nível do fluido no reservatório superior.</p><p>Altura Geométrica</p><p>AULA 03Sistemas de Recalque</p><p>Instalações Prediais, Hidrossaniárias e de Combate à Incêndio– ProfaMarinara Moura</p><p>A bomba tem que fornecer energia para vencer o desnível geométrico, hG, e a soma das perdas de energia</p><p>distribuídas e localizadas.</p><p>A altura manométrica, Hm, corresponde à distância vertical mínima para que o fluido chegue ao ponto elevado, ou</p><p>seja, altura geométrica, HG, acrescida das perdas de energia.</p><p>Hm = Hg + Δh</p><p>Altura Manométrica</p><p>AULA 03Sistemas de Recalque</p><p>Instalações Prediais, Hidrossaniárias e de Combate à Incêndio– ProfaMarinara Moura</p><p>A altura manométrica é calculada pela expressão:</p><p>Hm = Hg + Δh , onde:</p><p>Δh = Δhs + Δhr, onde:</p><p>Δhs = Js x (Lr(s) + Le(s) ) = Perda de carga na sucção</p><p>Δhr = Jr x (Lr(r) + Le(r) ) = Perda de carga no recalque.</p><p>J a perda de carga unitária em m/m;</p><p>Lr o comprimento real da tubulação – obtido pelo projeto;</p><p>Le o comprimento equivalente – obtido considerando-se as peças( registros, conexões, etc.) existente no trecho;</p><p>Altura Manométrica</p><p>• De posse da altura manométrica total da instalação e da vazão de recalque, determina-se, a partir de</p><p>catálogos de fabricantes o equipamento (bomba) a ser utilizado.</p><p>AULA 03</p><p>Instalações Prediais, Hidrossaniárias e de Combate à Incêndio– ProfaMarinara Moura</p><p>Dimensionamento do sistema de distribuição</p><p>Perda de Carga</p><p>AULA 03</p><p>Instalações Prediais, Hidrossaniárias e de Combate à Incêndio– ProfaMarinara Moura</p><p>Perda de carga unitária</p><p>J – Perda de carga unitária (Kpa/m)</p><p>Q – Vazão (l/s)</p><p>D – Diâmetro (mm)</p><p>Dimensionamento do sistema de distribuição</p><p>Perda de Carga</p><p>AULA 03</p><p>Instalações Prediais, Hidrossaniárias e de Combate à Incêndio– ProfaMarinara Moura</p><p>Perda de carga total</p><p>Onde:</p><p>ΔH é a perda de carga total (Kpa);</p><p>Lr é o comprimento real das tubulações (m);</p><p>La é o comprimento equivalente dos acessórios (m).</p><p>O comprimento equivalente (La) são valores dados a conexões das tubulações para</p><p>auxiliar e facilitar no momento</p><p>do cálculo, a ideia básica é que cada conexão proporciona uma perda de carga igual a um comprimento de tubulação.</p><p>Dimensionamento do sistema de distribuição</p><p>Perda de Carga</p><p>AULA 03</p><p>Instalações Prediais, Hidrossaniárias e de Combate à Incêndio– ProfaMarinara Moura</p><p>Dimensionamento do sistema de distribuição</p><p>Comprimento equivalente dos acessórios (água fria roscável)</p><p>Perda de Carga</p><p>AULA 03Sistemas de Recalque</p><p>Instalações Prediais, Hidrossaniárias e de Combate à Incêndio– ProfaMarinara Moura</p><p>Na ausência de catálogos de fabricantes para uma escolha criteriosa, podemos calcular a potência de forma</p><p>aproximada, arbitrando um valor para o rendimento total</p><p>O rendimento total varia numa mesma bomba, com a descarga, a altura manométrica e o número de rotações.</p><p>Ncv ou Pot (cv) = (λ x Qbomba x Hm)/ 75n</p><p>onde;</p><p>λ = 1000Kgf/m3;</p><p>n = rendimento do conjunto motor bomba*</p><p>* O rendimento varia conforme o tipo de bomba. Porém a norma recomenda adotar 40 a 60% para o</p><p>rendimento de bombas pequenas e 70 a 75% para bombas médias.</p><p>Potência motriz - Ncv</p><p>AULA 03Sistemas de Recalque</p><p>Instalações Prediais, Hidrossaniárias e de Combate à Incêndio– ProfaMarinara Moura</p><p>O fenômeno da cavitação é a formação de vapor em tubulações ou em máquinas hidráulicas</p><p>devido à baixa pressão</p><p>Cavitação</p><p>A uma pressão inferior à atmosférica a água normalmente ferve a temperaturas baixas e os vapores</p><p>formados provocam corrosão nas tubulações, rotor e registros, além do barulho semelhante a marteladas;</p><p>a vida do equipamento fica extremamente reduzida.</p><p>AULA 03Sistemas de Recalque</p><p>Instalações Prediais, Hidrossaniárias e de Combate à Incêndio– ProfaMarinara Moura</p><p>O que pode ser feito para evitar o surgimento da cavitação?</p><p>• Elevar o nível do líquido no tanque de sucção;</p><p>• Baixar o ponto de sucção;</p><p>• Manter a tubulação sempre cheia;</p><p>• Dimensionar o sistema para que a bomba fique afogada;</p><p>• Diminuir a temperatura do fluido;</p><p>• Diminuir a velocidade de escoamento;</p><p>• Selecionar um tipo de válvula que tenha uma queda de pressão menor;</p><p>• Usar uma válvula com bitola maior que o DN da tubulação</p><p>Cavitação</p><p>AULA 03Sistemas de Recalque</p><p>Instalações Prediais, Hidrossaniárias e de Combate à Incêndio– ProfaMarinara Moura</p><p>O NPSH pode ser traduzido como “altura de sucção absoluta” e é comprovado que quanto mais baixo o</p><p>NPSH de uma bomba, maior pode ser sua sucção, sem o perigo da cavitação. Assim sugere-se que:</p><p>Cavitação</p><p>• O NPSHREQUERIDO é a energia do líquido que a bomba necessita para funcionar satisfatoriamente</p><p>• O NPSHDISPONÍVEL é a energia disponível que o líquido possui na entrada de sucção da bomba</p><p>AULA 03Sistemas de Recalque</p><p>Instalações Prediais, Hidrossaniárias e de Combate à Incêndio– ProfaMarinara Moura</p><p>Cavitação</p><p>*Quando a bomba está afogada, a hs é negativa</p>