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Instalações Hidráulicas ARQUITETURA E URBANISMO CENTRO UNIVERSITÁRIO ESTÁCIO DO CEARÁ Professora: Ana Laryssa Rocha Sabóia Eng. Civil/Segurança do Trabalho Dimensionamento do Barrilete • É o cano que interliga as duas metades da caixa d’água e de onde partem as colunas de água. • Pode ser do tipo ramificado e do tipo concentrado: Dimensionamento do Barrilete • O tipo concentrado tem a vantagem de concentrar o registro de toas as colunas em uma única região (em geral na cobertura ou no playgroud), porém exige espaço amplo. • Normalmente, os barriletes concentrados são fechados por porta com chave, e só uma pessoa credenciada tem acesso a eles (porteiro, zelador, etc.). • O tipo ramificado tem o inconveniente de espalhar muito os registros das coluna. Dimensionamento do Barrilete • O barrilete pode ser dimensionado segundo dois métodos: 1) Método Hunter, pelo qual fixamos a perda de carga em 8% e calculamos a vazão como se cada metade da caixa atendesse à metade das colunas. Conhecendo J e Q, entramos no ábaco Fair-Whipple-Hsiao, calculando o diâmetro; 2) Método das seção equivalentes, pelo qual consideramos os diâmetros encontrados para as colunas de modo que a metade seja atendida pela metade da caixa (ás vezes conduz a diâmetros um pouco exagerados). Dimensionamento do Barrilete Exemplo: Dimensionar o barrilete da figura a seguir. Obs: Tubulação em Aço Galvanizado. Dimensionamento do Barrilete Exemplo: Resp.: 1° Método – Hunter Barrilete A-B, atende as colunas 1 e 2. Barrilete C-D, atende as colunas 3 e 4. Vazão em A-B = Vazão na col 1 + vazão na col 2 = 4 l/s + 3,5l/s = 7,5 l/s. Vazão em C-D = Vazão na col 3 + vazão na col 4 = 3,4 l/s + 3,0 l/s = 6,4 l/s Dimensionamento do Barrilete Exemplo: Resp.: Barrilete A-B: Com Q = 7,5 l/s e J = 0,08 m/m, entro no ábaco e encontro D = 3” (75mm). Q(l/s) 7,5 J(m/m) 0,08 Dimensionamento do Barrilete Exemplo: Resp.: Barrilete C-D: Com Q = 6,4 l/s e J = 0,08 m/m, entro no ábaco e encontro D = 3” (75mm). Q(l/s) 6,4 J(m/m) 0,08 Dimensionamento do Barrilete Exemplo: Resp.: 2° Método – Seções Equivalentes Barrilete A-B: A coluna 1 tem D=2 ½”. A coluna 2 tem D=2”. 15 mm 20 mm 25 mm 32 mm 40 mm 50 mm 60 mm 75mm 100 mm Dimensionamento do Barrilete Exemplo: Resp.: 2º Método – Seções Equivalentes Barrilete A-B: A coluna 1 tem D=2 ½” logo, pela tabela tem-se 65,5. A coluna 2 tem D=2” logo, pela tabela tem-se 37,8. 65,5 + 37,8 = 103,3 que pela tabela, tem-se D = 3” (75mm). 15 mm 20 mm 25 mm 32 mm 40 mm 50 mm 60 mm 75mm 100 mm Dimensionamento do Barrilete Exemplo: Resp.: 2º Método – Seções Equivalentes Barrilete C-D: A coluna 3 tem D=2”. A col 4 tem D=1 ½”. 15 mm 20 mm 25 mm 32 mm 40 mm 50 mm 60 mm 75mm 100 mm Dimensionamento do Barrilete Exemplo: Resp.: 2º Método – Seções Equivalentes Barrilete C-D: A coluna 3 tem D=2” logo, pela tabela tem-se 37,8. A col 4 tem D=1 ½”logo, pela tabela tem-se 17,4. 37,8 + 17,4 = 55,2 que pela tabela, tem-se D = 2 ½” (60mm). 15 mm 20 mm 25 mm 32 mm 40 mm 50 mm 60 mm 75mm 100 mm Dimensionamento do Barrilete Exercício: Dimensionar o barrilete da figura a seguir. Obs: Tubulação em PVC. Dimensionamento do Barrilete Exercício: Dimensionar o barrilete da figura a seguir. Resp.: Soma-se os pesos das colunas alimentadas pelo barrilete: Coluna 1 ( ∑P = 100) Coluna 2 ( ∑P = 50) = 150 Calcula-se a vazão : Q = 0,3√∑P = 0,3 √150 = 3,67 l/s = 3,7 l/s Coluna 3 ( ∑P = 80) Coluna 4 ( ∑P = 90) = 170 Calcula-se a vazão : Q = 0,3√∑P = 0,3 √170 = 3,9 l/s Dimensionamento do Barrilete Exercício: Resp.: Barrilete A-B: Com Q = 3,7 l/s e J = 0,08 m/m, entro no ábaco e encontro D = 2” (50mm). J(m/m) 0,08 Q(l/s) 3,7 Dimensionamento do Barrilete Exercício: Resp.: Barrilete A-B: Com Q = 3,9 l/s e J = 0,08 m/m, entro no ábaco e encontro D = 2” (50mm). J(m/m) 0,08 Q(l/s) 3,9 Dimensionamento de Encanamentos de Recalque • Chama-se recalque o encanamento que vai da bomba ao reservatório superior. • Pela NBR-5626, a capacidade horária mínima de bomba é de 15% do consumo diário. • Como dado prático, podemos tomar 20%, o que obriga a bomba a funcionar durante 5 horas, para recalcar o consumo diário. Dimensionamento de Encanamentos de Recalque • Exemplo: Se o consumo diário é 20 m³ a bomba terá que recalcar 4,0 m³/h (20/5 = 4 m³/h) Dimensionamento de Encanamentos de Recalque • O dimensionamento do recalque baseia-se na fórmula de Forchheimer: Onde: Dimensionamento de Encanamentos de Recalque • Sucção: É o encanamento que vai do NA mínimo do reservatório inferior até a bomba . • DIÂMETRO DA SUCÇÃO: Considera-se um diâmetro a mais que o do recalque. Dimensionamento de Encanamentos de Recalque Exemplo: Sabendo-se que o consumo diário de um prédio é 68160 l, dimensione o diâmetro da tubulação de recalque. Resp.: Nº de horas de funcionamento da bomba: 5 horas/dia Vazão = 68160 l/ 5 h = 13632 l/hora = 0,0038 m³/s Dimensionamento de Encanamentos de Recalque Exemplo: Resp.: D = 0,052m = 52 mm Adotado = 50 mm (2”) De sucção = 60 mm (2 1/2”) Dimensionamento de Encanamentos de Recalque Exercício: Dimensionar as tubulações de recalque e sucção pelo método de Forchheimer para uma edificação com consumo total de 9.600 litros. Considerando que a bomba deve ter um rendimento de 20% do consumo diário (na prática adotamos o período de 5 horas para recalcar o consumo diário). Dimensionamento de Encanamentos de Recalque Exercício: Resp.: Altura Manométrica • Para determinarmos uma potência (N) de um motor de uma bomba hidráulica, precisamos encontrar a altura manométrica correspondente à instalação. • A altura manométrica corresponde a altura geométrica de elevação mais as perdas de cargas nominais e localizadas na sucção e no recalque. • Para compreendermos melhor, observamos a ilustração a seguir. Altura Manométrica Altura Manométrica Altura Manométrica Altura Manométrica Exemplo Para o exemplo, utilizaremos o esquema da figura. Passo a passo: 1° Passo) Determinar a altura geométrica total HG = 15,00 metros 2° Passo) Determinar o comprimento real da tubulação no recalque L real recalque= 3,00 + 0,50 + 2,50 + 10,00 + 2,50 .: L real recalque= 18,50 m Altura Manométrica Exemplo 3° Passo) Quantificar peças e através da tabela de equivalência, determinar seus respectivos comprimentos (no recalque) Qtd. Peças 4 joelhos 90° 25mm 1 válvula de retenção 25mm 1 tê de passagem direta 25mm 2 registros de gaveta abertos 25mm TABELA DE PERDA DE CARGA LOCALIZADA - Equivalência em metros de tubulação de PVC ou cobre Altura Manométrica Exemplo 3° Passo) Quantificar peças e através da tabela de equivalência, determinar seus respectivos comprimentos (no recalque) Soma das equivalências = 6,00 + 3,80 + 0,90 + 0,60 .: L eq. recalque = 11,30 m 3 Altura Manométrica Exemplo 4° Passo) Utilizando o ábaco de Fair-Whipple-Hsiao, Ø= 25mm e Q= 0,4 l/s. Obtemos: velocidade = 0,8 m/s J(perda de carga unitária) = 0,039 m/m Altura Manométrica Exemplo 5° Passo) hr = (Lreal+Leq) x Jrecalque hr hr = (18,50 + 11,30) x 0,039 hr = 28,80 x 0,039 hr = 1,16 m Altura Manométrica Exemplo 6° Passo) Determinar o comprimento real da tubulação na sucção L real sucção= 0,50 + 1,00 + 1,50 .: L real sucção= 3,00 mAltura Manométrica Exemplo 7° Passo) Quantificar peças e através da tabela de equivalência, determinar seus respectivos comprimentos (na sucção) Peças 3 joelhos 90° 32mm 1 válvula pé c/ crivo 32mm 1 registro de gaveta aberto 32mm TABELA DE PERDA DE CARGA LOCALIZADA - Equivalência em metros de tubulação de PVC ou cobre Altura Manométrica Exemplo 7° Passo) Soma das equivalências = 6,00 + 15,50 + 0,40 L eq. sucção = 21,90 m Altura Manométrica Exemplo 8° Passo) Utilizando o ábaco de Fair-Whipple-Hsiao, Ø= 32mm e Q= 0,40 l/s Obtemos: velocidade = 0,5m/s J(perda de carga unitária) = 0,013 m/m Altura Manométrica Exemplo 9° Passo) Calcula-se a altura representativa da velocidade na sucção: hsuc. = v² / 2g hsuc= 0,5² / 2x9,81 = 0,25 / 19,62 = 0,013m 10° Passo) hs = ((Lreal+Leq) x Jsucção ) + hsuc. hs= ((3,00 + 21,90) x 0,013) + 0,013 hs = (24,90 x 0,013) + 0,013 hs = 0,32 + 0,013 hs = 0,33m Altura Manométrica Exemplo 11° Passo) Determinar a altura manométrica total Hman = HG + hr + hs Hman = 15,00 + 1,16 + 0,33 Hman = 16,49 metros A altura manométrica total (Hman) na instalação é 16,49 metros. Obrigada pela atenção! Até a próxima aula!
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