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Instalações Prediais de GLP - Manual PETROBRAS

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propriedade.
Esses tipos de medidores, mais utilizados para medição de gás natural nos segmentos residencial e
comercial, possuem uma ampla faixa demedição com uma perda de carga reduzida, o que permite seu emprego nas
instalações internas de baixa pressão.
A tabela a seguir, informa as principais características dosmedidores que podem ser utilizados no segmento
residencial
8.3 Características dos Medidores Volumétricos
43
8. Instruções Técnicas
Classe do Medidor
G – 1.0
G – 1.6
G – 2.5
G – 4.0
G – 6.0
Distância entre eixos (mm) Vazão Máxima (m³/h) Vazão Mínima (m³/h)
100
100
150
150
150
1,6
2,5
4,0
6,0
10,0
0,016
0,016
0,025
0,040
0,060
Os valores tabelados referem-se à capacidade dos medidores com vazão de ar. Para gás natural a
capacidade émaior e pode ser calculada pela fórmula:
Onde:
Qmáx (GN) = Vazão máxima de GN
Qar = Vazão máxima de ar
Ym = Densidade relativa do GN.
Qmáx (GN) = Qar x Ym -0,5
8.4 Dimensionamento da Rede de Distribuição
INSTRUÇÃO TÉCNICA – IT 02
8.4.1 Considerações Iniciais
O primeiro passo para o dimensionamento de uma instalação é a determinação da vazão de gás
que fluirá através do trecho a ser calculado.
Para a determinação da vazão de gás consumida por um aparelho de utilização, deve-se dividir a
Potência Nominal do mesmo, pelo Poder Calorífico Inferior do Gás Combustível a se utilizar.
A melhor referência para a potência do aparelho é o seu fabricante, porém se esta informação
não estiver disponível na fase de dimensionamento, como referência, pode-se utilizar os valores
conforme a NBR13933: 1997 e NBR 14.570:2000:
�
�
�
- Tabela 8.2: Características dos Medidores Tipo Diafragma –
44
8. Instruções Técnicas
- Tabela 8.3: Potência Nominal de Aparelhos de Utilização –
Aparelhos
Fogão 4 Bocas
Fogão 4 Bocas
Fogão 6 Bocas
Fogão 6 Bocas
Forno de Parede
Aquecedor acumulação
Aquecedor acumulação
Aquecedor acumulação
Aquecedor de Passagem
Aquecedor de Passagem
Aquecedor de Passagem
Aquecedor de Passagem
Aquecedor de Passagem
Aquecedor de Passagem
Secadora de Roupa
Tipo
Com forno
Sem forno
Com forno
Sem forno
-
50l-75l
100l-150l
200l-300l
6 l/min
8 l/min
10 l/min
15 l/min
25 l/min
30 l/min
-
Potência (kW)
8,1
5,8
12,8
9,3
3,5
8,7
10,5
17,4
10,5
14,0
17,1
26,5
44,2
52,3
7,0
Potência (kcal/h)
7000
5000
11000
8000
3000
7500
9000
15000
9000
12000
14700
22000
38000
45000
6000
Vazão (Nm3/h)
0,78
0,55
1,22
0,89
0,33
0,83
1,00
1,67
1,00
1,33
1,63
2,44
4,22
5,00
0,67
Ométodo aplicável está definido naNBR15526:2007 e está limitado às seguintes condições:
8.4.2 Fator de Simultaneidade
Sua utilização está restrita às unidades residenciais;
Os consumos em caldeiras e equipamentos de grande consumo serão analisados
individualmente.
�
�
O fator de simultaneidade relaciona-se com a potência computada e com a potência adotada através da
seguinte fórmula:
Onde:
A é a potência adotada
C é a potência computada
F é o Fator de Simultaneidade
A = C x F
45
8. Instruções Técnicas
F a to r d e S im u lta n ie d a d e
-
2 0
4 0
6 0
8 0
1 0 0
1 2 0
0 6 13 19 26 32 38 45 51 57 64 70 77 83 89 96 10
2
10
9
11
5
12
1
12
8
P o te n c ia In s ta la d a (m 3 /h )
F
a
to
r
d
e
S
im
u
lt
a
n
ie
d
a
d
e
(%
)
GRÁFICO FATOR DE SIMULTANEIDADE EM RELAÇÃO À VAZÃO DE GN.
As fórmulas de cálculos do fator de simultaneidade, conformeNBR15526:2007,AnexoE, são:
CemKcal/min.
F emvalores percentuais (%)
C<350
350<C<9612
9612<C<20000
C>20000
F = 100
� �8712.0)349(001.01
100
�
�
C
F
� �19931.0)1055(4705.01
100
�
�
C
F
F = 23
Conhecendo-se a pressão à montante de um trecho, a vazão máxima do gás que circula neste trecho e seu
respectivo diâmetro interno, é possível calcular a pressão no final deste trecho pormeio da fórmula deRenouard.
8.4.3 Cálculo para dimensionamento com pressões: P > 7,5 kPa
Para o cálculo do dimensionamento de trechos de tubulação onde a pressão de operação seja menor ou
igual a 7,5 kPa, utiliza-se a fórmula:
8.4.4 Cálculo para dimensionamento com pressões: P 7,5 kPa≤
Onde:
Pa – PressãoAbsoluta Inicial emcada trecho (kPa).
Pb – PressãoAbsoluta Final emcada trecho (kPa).
S – Densidade relativa do gás em relação ao ar (adimensional), adotar 0,6 para oGN.
L– Comprimento do trecho acrescido de 10% para compensar as perdas localizadas, ou, quando for possível,
verificar as perdas localizadas nos acessórios da tubulação (m).
Q– Vazão do gás (Nm³/h).
D – Diâmetro interno do tubo (mm).
H– Perda de cargamáximaadmitida (kPa)
P – P = 4,67 10 S L Q / DA B X X X X2 2
5 1,821,82 4,82
Q = 2,22 10 (H D / S L)X X X
0,9 -2 4,8 0,8 0,5
46
8. Instruções Técnicas
O Gás Natural, essencialmente constituído de Metano, é mais leve que o ar, sendo assim, nos trechos
verticais deve-se considerar uma variação de pressão positiva nos trechos ascendentes e uma variação negativa nos
trechos descendentes.
Devido a esta característica, é muito importante que no dimensionamento das prumadas coletivas ou
individuais seja considerada tal variação de pressão decorrente da diferença de densidade entre gás e ar. Para o seu
cálculo recorre-se, geralmente, à expressão:
Onde:
H– Altura do trecho vertical (m)
S– Densidade relativa do gás em relação ao ar (adimensional) adotar 0,6 para oGN.
8.4.5 Cálculo das variações de pressão devido à altura
P = 1,318 10 H (S – 1)X X X-2
Para o cálculo da velocidade adota-se a fórmula:
V = 354 Q / D
Onde:
V – Velocidade do gás (m/s)
Q– Vazão do gás na pressão de operação (m³/h)
D– Diâmetro interno do tubo (mm).
X
8.4.6 Cálculo da velocidade do gás nas tubulações
2
8.4.7 Parâmetros aplicáveis ao dimensionamento
A pressão de entrada, na instalação a ser considerada no cálculo, deve ser obtida junto à
Concessionária ou conforme valores de saída dos reguladores de pressão previstos na
instalação.
O poder calorífico inferior (PCI) do gás natural, a ser adotado nos cálculos de ver de 8.600
kcal/m³.
Nos pontos de utilização admite-se a ocorrência de oscilações momentâneas de pressão entre
mais 15% e menos 25%.
Aparelhos, cujos fabricantes recomendam diferentes pressões nominais do gás, não podem ser
abastecidos pelo mesmo regulador de último estágio.
No dimensionamento da rede de distribuição interna, devem ser consideradas ainda, as seguintes
condições:
�
�
�
�
�
a) Perda de carga máxima admitida igual a 10% da pressão de operação, para rede com pressão de operação
até 7,5 kPa.
b) Perda de carga máxima admitida igual a 30% da pressão de operação, para rede com pressão de operação
acimade7,5 kPa.
c) Deve ser respeitada a faixa de pressão de funcionamento dos aparelhos previstos nos pontos de utilização.
d) Avelocidademáximaadmitida para as redes é de 15m/s.
47
8. Instruções Técnicas
8.4.8 Exemplo de cálculo para uma residência uni familiar
8.4.9 Determinação das vazões dos aparelhos de utilização
Obtemos as potências dos aparelhos de utilização, indicados no exemplo, a partir da tabela 8.3: “Potência
Nominal deAparelhos deUtilização”.As vazões são calculadas a partir doPCI do gás natural.
- Tabela 8.4: Potência e Vazão dos Aparelhos de utilização –
Aparelhos
Fogão 6 Bocas
Aquecedor de Passagem
Secadora de Roupa
Tipo
Com forno
10 l/min
-
Potência (kW) Potência (kcal/h) Vazão (Nm3/h)
1,28
1,71
0,70
12,8
17,1
7,0
11000
14700
6000
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8. Instruções Técnicas
- Tabela 8.5: Potência e Vazão nos Trechos –
8.4.10 Determinação