Aula_15_Potencia_bomba

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UNIVERSIDADE CATÓLICA DE SALVADOR 
INSTITUTO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS 
 
 
 
SISTEMAS ELEVATÓRIOS 
1 
Docente: KELLY ANSELMO DE SOUZA(kellysouza_12@hotmail.com) 
Disciplina 662: Hidráulica 
Curso: Engenharia Civil 
 
A melhor condição de transportar fluido se dá por 
gravidade; 
 
 Há situações em que não permitem o transporte por 
gravidade; 
 
Os sistemas que operam devido à gravidade sáo 
econômicos, mas com reduzida flexibilidade, 
limitados pelo desnível geométrico e capacidade de 
vazão. 
Introdução 
Plano de carga 
Sistema Elevatório - Equema 
Típico de Instalação em uma 
Captação d´água de uma 
Motobomba Centrífuga 
 
Unidade de Sucção: tubulação compreendida entre 
o ponto de tomada até a entrada do conjunto motor-
bomba; 
 
Unidade Motor-bomba: composto pelo motor e 
pela bomba. Tem a função de sugar a água e elevar até 
o local de interesse; 
 
Unidade de Recalque: tubulação à jusante da 
bomba até o ponto de disposição final. 
Componentes de um Sistema Elevatório 
Fórmula de Bresse 
K 
)/()( 3 smQKmD 
Custo material; 
Mão de Obra; 
O&M; 
0,7<K<1,3 
Unidade de Recalque 
Sistema operando continuamente 
Este coeficiente é função dos custos fixos e variáveis 
incidentes sobre os sistemas de adução de água e 
determinam a velocidade de escoamento da linha de 
recalque. 
Fórmula de Bresse 
Eq. Muito simples usada para representar um 
problema muito complexo; 
 
Em sistemas com D>6” deve ser tomado como 
primeira aproximação; 
 
K cte => velocidade de recalque econômica (0,6-
3,0m/s) 
 
Aplicada em sistema de funcionamento contínuo 
24; 
Fórmula de Bresse 
NBR-5626-ABNT 
)s/m(QX3,1)m(D 34r 
X- fração do dia 
24
ntofuncioname horas número
Sistema não operando continuamente 
DIMENSIONAMENTO ECONÔMICO DA LINHA DE 
RECALQUE - Observação 
 A ABNT sugere que, ao se utilizar uma das fórmulas acima, 
admitir a tubulação com diâmetro comercial ou nominal 
imediatamente menor ao calculado para a linha de recalque e o 
diâmetro comercial ou nominal imediatamente maior ao 
calculado para a linha de sucção. A tubulação de sucção, 
ademais, deve ser a mais curta possível e, de uma maneira 
geral, não deve ultrapassar 7,5 m de comprimento (limite 
prático), bem como não deverá ser instalada a altura superior a 
4,5 m (limite prático) em relação ao nível mínimo de água no 
manancial. 
 
 
 
. 
Tubulação de Recalque 
D 
H
Potência 
D 
H
Potência 
$$$$ 
$$$$ 
$$$$ 
$$$$ 
 O custo da canalização aumenta proporcionalmente ao aumento do diâmetro da canalização. Por outro lado, diâmetros menores implicam em velocidades altas e maiores perdas de carga, e, 
em conseqüência, as alturas manométricas são maiores, requerendo conjuntos motobombas mais potentes e caros, exigindo maior consumo de energia elétrica. 
 Este aspecto fica bem claro quando visualizamos a figura abaixo, representando a relação entre o diâmetro selecionado e o custo total do sistema de bombeamento de água, incluindo os custos 
da tubulação e do conjunto motobomba. O projetista deve analisar diversas alternativas, dando sempre preferência ao diâmetro econômico (com menor custo total). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Tubulação de Recalque 
Tubulação de Recalque 
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 
14 
 
12 
 
10 
 
8 
 
6 
 
4 
 
2 
 
0 
 
Custo total 
Custo do conjunto motor-bomba Custo da tubulação 
Diâmetro (m) 
C
u
st
o
 a
n
u
al
 
Deconômico 
Estação Elevatória de Água 
Não há equação para determinação de diâmetro de 
sucção 
 
A canalização de sucção é executada com um diâmetro 
imediatamente superior ao de recalque. 
 
A canalização de sucção deve ser a mais curta possível, 
evitando-se ao máximo as peças especiais. A altura 
máxima de sucção acrescida das perdas de cargas deve 
satisfazer as especificações estabelecidas pelo fabricante 
das bombas. 
 
Bombas diâmetros de entrada (sucção) e saída (recalque) 
Potência do Conjunto Elevatório 

QH
kwPot


8,9
)( 75
10
)(
3 QH
cvPot


Onde: 
Q - (m3/s) 
H - (m) 
– rendimento global da bomba e motor 
b - rendimento global da bomba e motor 
m - rendimento global do motor elétrico 
mb
QH
kwPot
 


8,9
)(
mb
QH
cvPot
 


75
10
)(
3
 Potência Necessária ao motor 
 
 Para seleção da potencia instalada do motor (Potm), deve-se observar que os motores elétricos nacionais são fabricados com as seguintes potencias, em CV, padronizadas pela ABNT: 
 
o ¼ - 1/3 - ½ - ¾ - 1 - 1.1/2 – 2 – 2.1/2 – 3 – 4 – 5 – 6 – 7.1/2 – 10 – 12 – 15 – 20 – 25 – 30 -40 – 50 – 60 -75 – 80 – 100 – 125 – 150 – 200 e 250. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Potência do Conjunto Elevatório 
Potência do Conjunto Elevatório 
 O conjunto elevatório (bomba-motor) deverá vencer a 
diferença de nível entre os dois pontos mais as perdas de carga 
em todo o percurso. 
 Denomina-se: 
• Hg = a altura geométrica, isto é, a diferença de nível; 
• Hs = a altura de sucção, isto é, a altura do eixo da bomba sobre 
o nível inferior; 
• Hr = a altura de recalque, ou seja, a altura do nível superior em 
relação ao eixo da bomba; 
• Hg = Hs+ Hr; 
• H man= altura manométrica 
• Hf = Perda de carga total (correspondente a parte de sucção 
mais a de recalque) 
• Hman= Hs+ Hr+ hf 
Estação Elevatória de Água 
rsg hfhfHH 
Estação Elevatória de Água 
hfHvHzH 
Exercício 
Calcular a potencia necessária a uma bomba centrífuga 
que abastece um reservatório elevado de um prédio de 
apartamentos residenciais, cuja altura é de 33,0 m, 
através de uma tubulação de 75 mm de diâmetro, que 
proporciona uma vazão de 10,0 m³/h. Admitir um 
rendimento de 52% para a bomba centrífuga e 82 % 
para o motor, e perda de carga de 2,60 mca. 
O projeto de um sistema elevatório para abastecimento 
urbano de água deverá ser feito a partir dos seguintes 
dados: 
a)Vazão necessária Q = 80 l/s; 
b)Altura geométrica a ser vencida Hg = 48m; 
c)Comprimento da linha de recalque L = 880m; 
d)Material da tubulação ferro fundido 
e)Número de horas de funcionamento diário T=16 h; 
h)Rendimento adotado para a bomba =70%; 
i)Rendimento adotado para o motor m=85%; 
 
Qual a potencia (cv) do conjunto motor-bomba necessária para recalcar esse volume 
de água? 
Bombas 
As bombas são equipamentos que fornecem 
energia mecânica a um fluido 
Classificação 
Dinâmicas ou Bombas 
centrífugas 
Puras ou radiais 
 Tipo Francis 
Turbobombas Bombas de fluxo misto 
 Bombas de fluxo axial 
 Bombas periféricas ou regenerativa 
Volumétricas Bombas 
Alternativas 
Pistão 
 ou Êmbolo 
Diafragma 
 Deslocamento Bombas 
rotativas 
Engrenagens 
Positivo Lóbulos 
 Parafusos 
 Palhetas Deslizantes 
Bombas: Tipos e Características 
Rotação Específica 
Língua
Voluta Carcaça
Impelidor
Admissão
Corbetura
Olho
Saída
Língua
Voluta Carcaça
Impelidor
Admissão
Corbetura
Olho
Saída
Olho
Suçcão simples Suçcão dupla
Olho Olho
Impelidor
Carcaça
Sucção simples Sucção dupla
Olho
Suçcãosimples Suçcão dupla
Olho Olho
Impelidor
Carcaça
Sucção simples Sucção dupla
Sucção Simples e Duplo 
Impelidor 
Aberto Semi-Aberto Fechado 
Fechado: Para líquidos sem partículas em suspensão. 
Semi-aberto: Prevenir que matéria estranha se aloje no rotor e 
interfira na operação.. 
Aberto: Vantagem: bombear líquidos com sólidos em 
suspensão. Desvantagem: desgaste. 
Bomba não Afogada 
Bomba Afogada 
 
 A instalação do conjunto motor-bomba; 
 Tubulações de sucção e recalque devidamente apoiadas 
– evitar transmitir esforço para a bomba; 
 A bomba deve estar o mais próximo do líquido a ser 
recalcado; 
 A extremidade da tubulação de sucção deve estar abaixo 
do nível mínimo de água no reservatório inferior; 
 Na tubulação de recalque deve haver um registro de 
manobra para a operação de partida e desligamento; 
 
 
. 
Instalação, Utilização e Manutenção 
 Entre o registro de manobra e a bomba, instalar uma 
válvula de retenção ou outro dispositivo que proteja a 
bomba em caso de parada brusca do motor; 
 Deve se garantir que a bomba esteja escorvada; 
 Conjunto motor-bomba deve estar bem alinhado, 
chumbado para evitar ruídos e vibrações; 
 Manutenção da válvula de pé com crivo; 
 O reservatório inferior deve ser desenhado de modo a 
evitar agitação do líquido; 
 
. 
Instalação, Utilização e Manutenção 
 Recomenda-se manter sempre uma unidade de 
reserva para qualquer eventualidade; 
 É conveniente que a partida e a parada do 
conjunto motor-bomba seja feita com registro 
da tubulação de recalque fechado; 
 É importante que se tenha um programa de 
manutenção para garantir que o sistema tenha 
vida longa. 
. 
Instalação, Utilização e Manutenção 
Rotor de uma das Turbinas 
da Estação Hidroelétrica de 
Itaipu 
. 
Associação de Bombas 
 As bombas são associadas em série e paralelo. 
 A associação de bombas em série é uma opção quando, para 
dada vazão desejada, a altura manométrica do sistema é muito 
elevada, acima dos limites alcançados por uma única bomba. 
 
 
 Já a associação em paralelo é fundamentalmente utilizada 
quando a vazão desejada excede os limites de capacidade das 
bombas adaptáveis a um determinado sistema. 
. 
Associação de Bombas em Paralelo 
 É considerada quando é necessário um aumento de vazão. 
 O acréscimo na vazão não é linear com o aumento do 
número de bombas. 
 A curva característica de uma associação em paralelo é 
obtida das curvas originais de cada bomba pela soma das 
vazões unitárias para uma mesma pressão. 
 
. 
Associação de Bombas em Série 
 É considerada em sistemas de grande desnível geométrico, 
quando mantém-se a vazão e as pressões são somadas. 
 
 Como neste caso o fluido atravessa as bombas em série, isto é, a 
saída de uma bomba está ligada à entrada da outra, elas 
transportam a mesma vazão, então a curva da associação é obtida 
da soma das pressões, para uma mesma vazão.