Dimensionamento da Adutora

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X.X DIMENSIONAMENTO DAS TUBULAÇÕES E DA BOMBA DE CAPTAÇÃO
1 - BOMBA CENTRÍFUGA
Para o transporte de água pela rede de captação até o medidor Parshall, é necessário utilizar uma bomba do tipo centrífuga, devido a sua excelente adaptação para transporte de líquidos com presença de sólidos. A ETA trabalha em regime contínuo e sua vazão mássica é de 833 kg/s de água bruta. Levando em consideração a densidade da água como 1000 kg/m3, é possível calcular a vazão volumétrica da estação:
Equação__ - Vazão volumétrica da captação
Fonte: TCC BRENDA MACHADO
No transporte da água bruta até o medidor Parshall, através da corrente CXX, serão considerados os valores de 30 metros de tubulação, e a altura a ser vencida pelo fluido para entrar no medidor Parshall será de 7,5 metros. A bomba ira trabalhar em regime de sucção positiva, ou seja, o eixo da bomba situa-se acima do ponto de sucção. É utilizado sistema de gradeamento para evitar a entrada de sólidos grosseiros e danosos aos equipamentos. Neste sistema serão necessárias 4 curvas de 90º e 1 válvula do tipo globo.
 Para o cálculo da perda de carga total do sistema é necessário determinar a velocidade real do fluido, que conforme Gomide (1997), a velocidade de escoamento para líquidos finos encontra-se na faixa de 1,2 m/s a 3 m/s. Desta forma, o valor escolhido pelo autor é fixado em 2 m/s, tornando possível calcular assim a área teórica da tubulação:
Equação__ - Área teórica da tubulação
Fonte: TCC BRENDA MACHADO
A = 
A = 0,416 m2
Definindo a área teórica da tubulação, torna-se possível verificar o diâmetro teórico do mesmo que posteriormente deve ser convertido em polegadas.
Equação__ - Diâmetro teórico da tubulação
Fonte: TCC BRENDA MACHADO
Segundo a tabela obtida no site (ftp://ftp.sm.ifes.edu.br/professores/JoaoPaulo/Tubula%E7%E3o%20Industrial/apostila%20Tubula%E7%E3o.pdf) ANEXAR, este processo utilizará a tubulação da série 30 de diâmetro interno (real) de 730,2 mm.
Assim é possível calcular a área real:
Equação__ - Área real da tubulação
Fonte: TCC BRENDA MACHADO
Obtendo-se a área real é possível determinar a velocidade real deste escoamento:
Equação__ - Velocidade real de escoamento
Fonte: TCC BRENDA MACHADO
Com os dados acima calculados, juntamente com os valores de viscosidade da água, massa específica e diâmetro real, é possível a determinação do número de Reynolds do escoamento através da fórmula abaixo:
Equação__ - Cálculo do número de Reynolds
Fonte: TCC BRENDA MACHADO
Onde:
A partir do resultado da equação__, é possível concluir que o regime de escoamento será turbulento. Definido o número de Reynolds, é preciso aplica-lo na equação de Churchill para estabelecer o fator de atrito do sistema de tubulações. Uma das variáveis necessárias para aplicação da equação é o fator de rugosidade relativa ( do duto. Este valor pode ser extraído do gráfico no ANEXO XX, a partir do diâmetro do tubo. O valor obtido foi o de 0,00006.
Equação__ - Equação de Churchill
 = - 4 . Log[(0,27 . () + ()0,9]
Fonte: TCC BRENDA MACHADO
 = - 4 . Log[(0,27 . 0,00006 ) + ()0,9]
3,10 .10-3
A partir do fator de atrito definido, pode-se calcular a perda de carga para um recalque de 30 metros de tubulação, sendo 7,5 metros de altura e também considerando 4 curvas de 90º e 1 válvula globo, que de acordo com Perry et al (2007), possuem coeficientes de carga de 0,45 e 6, respectivamente.
Equação__ - Perda de carga da tubulação
FONTE: TCC BRENDA MACHADO
Onde:
0,00310 . 4,16 + 0,363 + 1,21
1,58 m
Para o cálculo da altura manométrica da bomba de captação, é preciso considerar que será necessário vencer uma altura de 7,5 m e considerando uma pressão atmosférica de 1 atm, têm-se:
Equação__ - Perda de carga da captação
FONTE: TCC BRENDA MACHADO
Onde:
Em posse de ambos valores, é possível calcular a altura manométrica total do processo:
Equação__ - Altura manométrica total
FONTE: TCC BRENDA
Para calcular o NPSH disponível é necessário avaliar a pressão do sistema, a pressão de vapor do líquido, a altura da sucção e a perda de carga no escoamento pela sucção.
Equação__ - NPSHd
FONTE: TCC BRENDA
Considerando a pressão do sistema como 1 atm (10,33 mca), estipulando a pressão de vapor do líquido, sendo da água de acordo com Smith et al., (2007) 0,323 mca, e desconsiderando a perda de carga por sucção, obtêm-se:
Para cálculo do NPSH requerido por este sistema torna-se necessário relacionar as características de rotação da bomba selecionada com a vazão do sistema. Considerando a bomba do fornecedor IMBIL que apresenta rotação de 880 rpm, desta forma calcula-se o NPSH requerido, conforme a equação__:
Equação__ - NPSHr
FONTE: TCC BRENDA MACHADO
Obersava-se que o NPSHd é maior que o NPSHr, portanto a bomba não sofrerá o fenômeno conhecido como cavitação. Desta maneira seleciona-se a bomba modelo BMS 18X18X22 do fornecedor IMBIL (ANEXO X), com as seguintes caraterísticas:
Vazão até: 3000 m³/h
Altura manométrica até: 110 m.c.a.
Temperatura até: 120º C
Rotor Aberto