6 - CONDUTOS FORÇADOS - Bombeamento

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SISTEMAS ELEVATÓRIOS
Bombeamento
Universidade Federal de Uberlândia
Faculdade de Engenharia Civil
Laboratório de Mecânica dos Fluidos, Hidráulica e Hidrologia
Elaborado por: Técnico Me. Bruno de Oliveira Lázaro
SISTEMAS ELEVATÓRIOS
Sistemas elevatórios, também chamados popularmente de sistemas de bombeamento, são sistemas hidráulicos responsáveis por promover o escoamento de um fluido contra a aceleração da gravidade.
Tradicionalmente, são condutos forçados acoplados a um conjunto moto-bomba (motor + bomba hidráulica) que promovem a ação de sucção e recalque do fluido de uma cota topográfica mais baixa para uma cota topográfica mais alta.
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SISTEMAS ELEVATÓRIOS
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Hg = Altura geométrica (m)
H = Altura total (m)
Hs = Altura de sucção (m)
Hr = Altura de recalque (m)
VP = Válvula de Pé e Crivo
C = Curva
VR = Válvula de retenção
RG = Registro de gaveta
S = Saída de canalização
SISTEMAS ELEVATÓRIOS
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tubulação
válvula de gaveta
válvula de retenção
ampliação concêntrica
redução excêntrica
tubulação
curva 90º
válvula de pé
crivo
Recalque = responsável por escoar a água contra
a aceleração da gravidade
Sucção = responsável por “sugar” a água do poço de
sucção e encaminhá-la para o trecho de recalque
Recalque
SISTEMAS ELEVATÓRIOS
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Sucção positiva
Bomba não afogada
Sucção negativa
Bomba afogada
SISTEMAS ELEVATÓRIOS
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Altura manométrica de um sistema elevatório
SISTEMAS ELEVATÓRIOS
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Altura manométrica de um sistema elevatório
SISTEMAS ELEVATÓRIOS
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Potência do sistema elevatório
Potência (CV)
Peso específico do fluido (N/m³ ou kgf/m³)
Vazão (m³/s)
Altura manométrica (m)
Rendimento da bomba/motor
SISTEMAS ELEVATÓRIOS
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Dimensionamento das tubulações de um sistema elevatório
Critério econômico – Fórmula de Bresse
Para funcionamento pleno
Para funcionamento apenas algumas horas por dia
OBS.: O diâmetro dimensionado é o de RECALQUE! Para se dimensionar o diâmetro de SUCÇÃO, adota-se um diâmetro
comercial acima do diâmetro de recalque calculado pela Fórmula de Bresse.
MÁQUINAS DE FLUXO
As máquinas de fluxo podem ser definidas como equipamentos mecânicos responsáveis por promover o escoamento em um determinado fluido.
De modo geral, elas funcionam de modo a utilizar alguma forma de energia (elétrica ou mecânica) para se ocasionar o fluxo de um dado volume definido de fluido.
Na engenharia, as máquinas de fluxo podem ser classificadas como promotoras ou receptoras de trabalho.
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MÁQUINAS DE FLUXO
Máquinas promotoras de trabalho são aquelas que desenvolvem trabalho mecânico sobre o fluido. Neste sentido, os principais exemplos de máquinas de fluxo promotoras de trabalho são as bombas hidráulicas.
Máquinas receptoras de trabalho são aquelas nas quais o fluido exerce trabalho sobre o aparato mecânico. Os principais exemplos de máquinas de fluxo receptoras de trabalho são as turbinas.
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BOMBAS - CLASSIFICAÇÃO
Pelo tipo geral de funcionamento (rotativas ou centrífugas)
Pelo movimento de admissão do fluido (axial ou radial)
Pelo número de rotores (monoestágio ou de múltiplos estágios)
Pelo tipo de rotor (aberto, fechado ou semiaberto/semifechado)
Pela posição do eixo (vertical, horizontal ou oblíquo)
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BOMBAS - CLASSIFICAÇÃO
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Esquema de instalação de bomba afogada
Esquema de instalação de bomba não afogada
BOMBAS – EQUAÇÕES CARACTERÍSTICAS
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Sabemos que:
Mas, pelo método dos comprimentos equivalentes, podemos analisar a perda de carga como:
Então, pode-se reescrever a equação geral dos sistemas elevatórios como sendo:
Entretanto, algumas parcelas da equação anterior são constantes, de modo a ser possível reescrevê-la como:
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BOMBAS – EQUAÇÕES CARACTERÍSTICAS DOS SISTEMAS ELEVATÓRIOS
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BOMBAS – TRAÇADO DA CURVA DA BOMBA
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BOMBAS – ANÁLISE GRÁFICA DE CATÁLOGO
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BOMBAS – ANÁLISE GRÁFICA DE CATÁLOGO
Eficiência
Diâmetro rotor
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BOMBAS – PONTO DE TRABALHO
Ponto de Trabalho
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ASSOCIAÇÃO DE BOMBAS
Associação em paralelo: utilizada quando se deseja vencer uma maior capacidade de vazão para o fluido bombeado.
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ASSOCIAÇÃO DE BOMBAS
Associação em série: utilizada quando se deseja vencer uma maior altura manométrica para o fluido bombeado.
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ASSOCIAÇÃO DE BOMBAS
Hman
Q
Associação em série
Associação em paralelo
Bomba isolada
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CAVITAÇÃO
A cavitação nas bombas ocorre quando a pressão de um líquido a uma temperatura constante desce abaixo do ponto de pressão de vapor saturado (ou do ponto de ebulição). Quando ocorre cavitação, as bolhas de ar formam-se continuamente e colapsam (implodem) no líquido. Isto gera ruído e pode provocar danos na instalação.
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CAVITAÇÃO
Referências bibliográficas
AZEVEDO NETO, J.M. et al. Manual de Hidráulica. 8ª ed. E. Edgard Blücher. São Paulo. 1998.
LENCASTRE, M. Manual de Hidráulica Geral. E. Blücher/USP, 1972.
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MACINTYRE, A.S. Bombas e Instalações de Bombeamento. Rio de Janeiro, E. Guanabara - Dois, 1980.
VENNARD, J.K.; STREET, R.L. Elementos de Mecânica dos Fluídos. Rio de Janeiro, Ed. Guanabara - Dois, 1978.
PORTO, R. M. Hidráulica Básica. São Carlos. EESC/USP. 1999, 519p.
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