PROJETO DE BOMBA HIDRAULICA

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CENTRO UNIVERSITÁRIO UNIFACVEST
ENGENHARIA QUÍMICA
6ª FASE
JHONATAN DA SILVA
GABRIEL PIGATTO
PROJETO DE BOMBA HIDRAULICA 
LAGES-SC
2017
JHONATAN DA SILVA
GABRIEL PIGATTO
PROJETO DE BOMBA HIDRAULICA 
Projeto de pesquisa apresentado ao curso de Engenharia Química 6° Fase, do Centro Universitário Unifacvest, a ser usado como diretriz para análise de estudo sobre trabalho semestral sobre projeto de bomba hidráulica para captação de água em fonte hídrica.
Orientado por Diego Bittencourt Machado
LAGES-SC
2017
INTRODUÇÃO
	
Neste projeto será realizado um estudo sobre a implantação de uma bomba hidráulica para captação de água, onde o ponto de coleta encontra-se a um quilometro de distância da empresa Lavação e Tinturaria de Roupas SA – Unidade II, na qual seu fundador Marlon Brando, fornecerá alguns dados de como o projeto deverá ser composto.
OBJETIVOS
Objetivo Geral 
Como objetivo geral, o presente trabalho visa a estudar as relações existentes entre o pedido do projeto fornecido pelo CEO da empresa Lavação e Tinturaria de Roupas SA – Unidade II com os materiais usados, cálculos e pesquisas de campo para melhorar a eficiência e rendimento da bomba a ser escolhida e de todo o projeto.
Objetivo Específico 
Como Objetivo específico tem-se a necessidade de calcular com exatidão todos os componentes presentes no projeto, como os comprimentos equivalentes, as perdas de carga, a altura do projeto e o material a ser usado. Estes dados e cálculos levarão até a potência necessária para que a bomba hidráulica possa então suprir a vazão do horário de pico de 1200 litros por minuto de água e manter sua eficiência durante todo o trabalho.
MÉTODOLOGIA 
	No pedido feito por Marlon Brando CEO da empresa Lavação e Tinturaria de Roupas SA – Unidade II, obteve-se alguns dados de como o projeto deverá ser desenvolvido para que a bomba hidráulica tenha seu melhor rendimento e eficiência para a capitação de água, em uma fonte hídrica a uma distância de um quilometro de distância da empresa.
	Os dados fornecidos pelo pedido do projeto foram que há um desnível de dois metros no ponto de capitação de água, onde será usado uma válvula de pé e crivo de seis polegadas, seguido por ligações de quatro joelhos de 90° com diâmetro de seis polegadas, com mais duas válvulas globo de também seis polegadas de diâmetro. Assim com a tubulação de ferro galvanizado, ligada aos joelhos e válvulas globo efetua-se a coleta de água a um quilometro de distância da empresa, com uma vazão de 1200 litros por minuto, sendo transportado até a sua caixa d’água se encontra a trinta metros de altura, na qual sua capacidade volumétrica é de 10 m3, com diâmetro de 2,06 metros.
	No pedido o cliente pede o detalhamento e o desenvolvimento dos seguintes itens, nos quais podemos destacar:
O cálculo para encontrar a altura da caixa d’água.
O desenho do projeto sobre a instalação hidráulica. (Anexos)
O posicionamento dos pontos 1 e 2 para o equacionamento de energia.
O tipo de material usado nas instalações.
A rugosidade do material usado nas instalações.
O fator de atrito utilizado no projeto.
A perda de carga total do projeto.
A altura total em que o projeto terá.
A potência que a bomba para o transporte da água.
Qual a bomba recomendada para este trabalho.
Portando com os seguintes dados e pedidos, segue-se para o projeto, com a primeira etapa de realizar todos os cálculos, nos quais serão apresentados a seguir.
CÁLCULOS 
	Altura da caixa d’água 
	 Onde temos o raio derivado do diâmetro. D=2,06m sendo o raio igual a 1,03m. Obteve-se o resultado da área 3,33m². Utilizando a formula do volume de um cilindro
 , onde obteve-se o valor do primeiro pedido feito, no qual a altura da caixa d’água é igual a 3 metros de altura.
 A seguir efetua-se todos os cálculos necessários para todos os outros pedidos feitos pelo cliente.
	MATERIAL
	LEQ
	Válvula Pé e Crivo
	39 metros
	Válvula Globo
	51 metros
	Joelho 90°
	4,3 metros
Cálculo da velocidade 
	Q=1200 L/min * 1m³/1000L * 1min/60s = 0,02m³/s
Q= v*A, onde A= obtendo resultado de 0,02 = v * 0,18. v = 0,02/0,018.
 V=1,11m/s
Cálculo de Reynolds 
	D = 6” * 2,54/ 100 = 0,1524 metros de diâmetro 
	 . 1000 * 0,1524 * 1,11/ 1,0030 * 10-3 =
1,68 * 105 Sendo um regime Turbulento.
Material usado e Rugosidade 
	 O material escolhido para a execução do projeto foi Ferro Galvanizado, no qual apresenta um coeficiente de rugosidade de 0,15mm.
	 = 0,15mm / 152,4 mm = 0,0009 ou 0,001
Fator de Atrito 
	Utilizando o Diagrama de Moody, relacionando os pontos de Reynolds e Rugosidade obteve-se o Fator de Atrito de 0,02.
Perda de carga Total
	Calculando a distância total do projeto, efetua-se o cálculo da perda de carga total do projeto:
	A soma dos comprimentos equivalentes dos componentes como joelhos de 90°, válvula globo e válvula pé e crivo foi de 158,2m, somando com a altura da caixa d’água e a distância do ponto de captação, obteve-se o comprimento total de 1193,2m. Com esses dados obtidos pode-se efetuar o cálculo da perda de carga total, usando a seguinte formula:
 
 De perda de carga no projeto.
Altura Total do Projeto
	Utilizando a equação de Bernoulli com motor, pode-se determinar a altura total do projeto. Com as seguintes determinações: 
	P1 = P2 = Atm
	V1 = V2 = 0 
Onde os pontos de pressão se anulam e as velocidades também, sobrando apenas os seguintes dados:
Sendo ordenados de maneira que a altura H seja isolada:
Onde na substituição de valores obteve-se a altura total do projeto de:
H = -44, 708 m
Cálculo da Potência da Bomba
	 Com a os dados anteriores, pode-se calcular a potência da bomba com a seguinte formula:
W = 44,708 * 0,02 * 1000 * 9,81
W = 8771,709 Kw de potência onde convertendo para HP, obtém o valor de 
W 12HP
Escolha da Bomba e Cálculo da Potência Real
	Efetuando pesquisa de mercado, onde o fornecedor KSB, disponibiliza diversos modelos de bombas, de diversos modelos de materiais, vazão e potência, dentre as quais pode-se destacar o modelo de bomba centrifuga para uso geral de nome KSB ETA. Com o gráfico a seguir utilizando a altura do projeto juntamente com a vazão em m³/h, pode-se encontrar com exatidão o modelo de bomba ideal para este projeto.
Com os valores, observa-se que os pontos se coincidem no ponto onde a bomba encontrada é KSB ETA 80 – 33, onde a seguir se encontra o gráfico de potência desta bomba.
	
	
Assim tendo o conhecimento exato qual porcentagem podemos calcular potência real da bomba, onde na qual usa uma potência em torno de 71% realiza-se os cálculos da potência real com a seguinte formula:
W = 17 Hp * 0,71
W = 12,07 Hp
CONCLUSÃO
	Conclui-se que através dos resultados obtidos dos cálculos, a bomba escolhida, de modelo KSB ETA 80 - 33, terá uma grande segurança ao efetuar o trabalho, devido a potência e a sua capacidade para suprir a vazão requerida. Mantendo a perda de carga do projeto dentro de níveis aceitáveis. Assim como a escolha dos materiais que irão favorecer, o transporte do fluido, podendo assim manter o nível de vazão exigido pelo CEO da empresa.
REFERENCIAS
Mecânica dos Fluidos 2016, João Carlos Martins Coelho. Editora Edgard Blucher Ltda
Bonadiman, Helio. Mecânica dos Fluidos, Experimento, Teoria, Cotidia. 2 Ed. Lijuf. INUJUI Ed 1989. 238p
Brunett, Franco, Mecânica dos Fluidos/ Franco Brunette. 2 Ed. rev. SP: Pearson Pretice Hall; 2008.
http://dileval.com.br/2.htm
http://www.wortecbombas.com.br/
http://www.acosinter.com.br/ 
http://www.ksb.com.br/
http://www.hidraulicapotenza.com.br
ANÉXOS 
Tabela de comprimento equivalente 
Tabela de Rugosidade do Material
Desenho do projeto AutoCAD
Desenho ilustrado do projeto CorelDRAW6”
Materiaisescolhidos
VÁLVULA GLOBO AERO DIN PN-10, PN-16, PN-40;
VÁLVULA GLOBO NORMA ANSI B16.5 corpos em aço carbono, ferro fundido, aço inox 304/316 
VÁLVULA DE PÉ COM CRIVO, corpo em ferro fundido nodular Ved. Borracha ou couro impregnado norma DIN PN-10, PN-16, válvula fundo de poço corpo em ferro fundido nodular, aço carbono, aço inox 304/316.
Cotovelos classe 300 galvanizado NPT – TUPY 
Tubo redondo galvanizadoO Tubo Redondo Galvanizado, assim como o redondo, é muito utilizado em obras, mas devido a sua grande versatilidade, é também utilizado em outros tantos segmentos. A diferença marcante aqui, é que o Tubo Redondo Galvanizado recebe uma capa, uma blindagem feita através de metais mais nobres. Esse processo possibilita que o tubo seja mais eficiente, uma vez que passa a ser a mais resistente aos efeitos do tempo (como o sol e a chuva), ou seja, mais resistente à possíveis corrosões.
O que também possibilita uma grande amplitude da utilização do Tubo Redondo Galvanizado é por causa da enorme gama de tamanhos de bitolas que possibilitam o encaixe e ajuste entre as peças através de rosqueamento ou solda.
capa, uma blindagem feita através de metais mais nobres. Esse processo possibilita que o tubo seja mais eficiente, uma vez que passa a ser a mais resistente aos efeitos do tempo (como o sol e a chuva), ou seja, mais resistente à possíveis corrosões. O que também possibilita uma grande amplitude da utilização do Tubo Redondo Galvanizado é por causa da enorme gama de tamanhos de bitolas que possibilitam o encaixe e ajuste entre as peças através de rosqueamento ou solda.