Aula 04 17.2

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Prof. Severino Rodrigues 
de Farias Neto
Unidade Acadêmica de 
Engenharia Química
Operações Unitárias I
- Dimensionamento de 
tubulações por tentaiva e erro 
- Sistemas de bombeamento
31/11/2017
Operações Unitárias I
A administração de uma industria de alimentos, pediu ao
engenheiro da produção, uma proposta para instalar um
sistema de pressurização de água, para cobrir eventuais
necessidades de água em incêndios ou na falta de energia
elétrica. A idéia é tomar água de um poço subterrâneo de
40.000 litros e elevá-la à 18 m acima do nível do chão. A
capacidade do tanque elevado seria de 8.000 litros e se
encheria em uma hora.
- O informe que o engenheiro teria que se referir aos
custos de instalação (bomba, tubulações e acessórios,
montagem, tanques) e aos custos de operações (depreciação,
energia consumida pela bomba e manutenção)
Operações Unitárias I
- Para resolver o problema o engenheiro foi visitar o local
da futura instalação e analisou a localização mais adequada
da bomba e do tanque elevado e fez as medidas físicas
necessárias.
- Numa prancheta fez o esboço do sistema de
escoamento planejado.
Problema 2
Dividindo pela gravidade, pode-se escrever:
Resolução do problema via Tentativa e Erro:
- Aplicar a equação de Bernoulli para calcular a
potencia da bomba necessária para transportar o
fluido até o tanque de armazenamento.
21
2
u  g h 
p


 Fˆ Qˆ Wˆ
0
Problema 2
Da equação de conservação de massa ou de
continuidade:
2 ˆ ˆ
2
Sist S
Fu p W
h H H
g g g g 
 
       

2 1acumuladow w w 
2 2 1 10 Q Q  
2 2 2 1 1 1u S u S  2
1 2
1
S
u u
S
 
Problema 2
Substituindo o valor da velocidade:
2
1 2
1
S
u u
S

2
2 2 2
22 2 2
11 2 2
1
1 1
4
2 2
S
u u
LS u Sp
h f
g g D g S 
 
  
        
 

2
2 2 2
2 2 2 2 2
2 1 2
2 1
4
2 2 2
S
L u u S u
f K K H
D g g S g
 
    
 

 
Problema 2
2
4
D
S


2 2
2
2
2 22
1 2 1 2 2
1
1 1
4 41
4
2 2
D Q Q
D D L D Dp
h f
g g D g D
 
 
                           
 

2 2 2
22 2 2
2 2 2 22
2 1 2
2 1
4 4 4
4
2 2 2
S
Q Q Q
L D D DD
f K K H
D g g D g
  
     
     
          
 

 
Como a seção reta é definido por:
Problema 2
Fazendo as seguintes considerações:
- Não há trabalho de eixo,
- Diâmetro do tubo de sucção igual ao de recalque.
2 2
2
2
2
1 1 2
1
2
2
2
1
2
2
4 41
4
2 2
D Q Q
D L Dp
h f
g g
D D
D g D
 

                           
 

2 2 2
2
2 2 2
2
2 2
2 1 2
2 1
2 2
4 4 4
4
2 2 2
S
D D
Q Q Q
L D
f K K H
D g g D g
D  
     
     
          
 

 0
Problema 2
Rearranjando a equação anterior tem-se:
 
 
2
1 2
2
4 4
2 2 1 2
4
4
4
2 2
Q
f f L
D
p Q
gD h D K K

 
 
  
 
 
      
 
Problema 2
Procedimento de cálculo:
 
 
2
1 2
2
2 2
2 2 1 2
4
4
4
2 2
Q
f f L
D
p Q
gD h D K K

 
 
  
 
 
     
 
Assume um valor para D,
Calcula a velocidade,
Calcula Reynolds,
Calcula o fator de atrito,
Com estes valores calcula-se o diâmetro com a
equação,
Compara-se os diâmetros calculado e assumido.
Problema 2
Utilize o mesmo raciocínio para determinar a vazão de água.
Esta atividade deve ser entregue na próxima aula, não há
prorrogação:
Atividade 
A administração de uma industria de alimentos, pediu ao
engenheiro da produção, uma proposta para instalar um
sistema de pressurização de água, para cobrir eventuais
necessidades de água em incêndios ou na falta de energia
elétrica. A idéia é tomar água de um poço subterrâneo e elevá-
la à 18 m acima do nível do chão através de uma tubulação de
diâmetro igual a 42 mm para as duas seções (sucção e
recalque).
Bombeamento de Líquidos
• Bombas – dispositivos usados para
transportar líquidos cuja classificação é
feita com base no movimento das
partes móveis:
Reciprocantes;
Centrifugas;
Axiais;
Rotativas;
Especiais.
Escolha da Bomba
• Quantidade de líquido a transportar;
• Carga contra a qual há que bombear o
líquido;
• Natureza do líquido a ser transportado;
• Natureza da fonte de energia;
• Utilização – contínua ou intermitente.
Classificação
Bombas de 
deslocamento
Alternativa
Pistão 
Diafragma
Classificação
Bombas de 
deslocamento
Rotativa
Pistão 
Lóbulo
Engrenagem
Classificação
Bombas de 
deslocamento
Rotativa
Pistão 
Lóbulo
Engrenagem
Parafuso
Classificação
Bombas 
cinéticas
Fluxo axial
1° estágio
Multiestágio
Rotor aberto
Rotor fechado
Passo 
fixo
Passo 
variável
Fluxo radial
Sucção 
única
Sucção 
múltipla
Rotor aberto
Rotor fechado
Fluxo periférico
1° estágio
Multiestágio
Partes Constituintes
Aberto
Partes Constituintes
Carcaça
Rotor
Sucção
Pás
Descarga
Voluta
Semi-aberto
Fechado
UFCG-CCT-UAEQ