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Cálculo de Dimensionamento de Bombas – Mecânica dos Fluídos Calcule a potência necessária da bomba para transferir óleo diesel do tanque #01 para o tanque #02 e selecionar a bomba para atender a condição operacional em estudo. Premissas: Fluido óleo diesel (Massa específica da água 815 kg/m³ e viscosidade 4,5 cP); Vazão volumétrica: 3,0 m³/h; Comprimento total do trecho de tubulação de sucção da bomba: 4,5 m; Comprimento total do trecho de tubulação de descarga da bomba: 46 m; Rugosidade da tubulação (aço carbono): 0,05 mm; Acessórios na linha de sucção da bomba: 02 válvulas esferas, 03 curvas de 90º, 01 Tê de passagem direta e 01 tubulação de saída. Acessórios na linha de descarga da bomba: 02 válvula esfera, 01 válvula de retenção, 10 curvas de 90º, 03 curvas de 45º, 02 Tê de passagem direta e 01 tubulação de entrada. Informações Adicionais: Faixa de velocidade recomendável no trecho de sucção: 1,0 < v < 2,0 m/s Faixa de velocidade recomendável no trecho de descarga: 2,5 < v < 3,0 m/s Pressão atmosférica: 10332,27 kgf/m² • Pressão de vapor do fluido: 40,789 kgf/m² Tubulações disponíveis: Calculando os Valores no Trecho de Sucção Dados: ρdiesel = 815kg/m3; µdiesel = 4,5CP; Di = 24,4mm; Adotando o diâmetro nominal como 1”. Ƹ = 0,05mm; Q = 3,0m3/h; LSucção = 4,5m; Z1 = 2800mm; Convertendo unidades: Viscosidade: CentiPoise para Kilograma por metro x segundo: 1 CP – 0,001kg/m.s 4,5CP – X kg/m.s µ = 0,0045 kg/m.s Diâmetro interno: Milimetros para metros: 1mm – 0,001m 24,4mm – X mm Di = 0,244m Vazão: Metros cúbicos por hora para Metros cúbicos por segundo: 1m3/h – 0,00028 m3/s 3,0m3 – X m3/s Q = 0,00083 m3/s Altura Z1: Milimetro para Metro: 1mm – 0,001m 2800mm – Xm Z1 = 2,8m Realizando os Cálculos do trecho de Sucção: Calculando a área do tubo: A = A = A = 0,000467m2 Calculando a Velocidade de Escoamento do Fluido: V = V = V = 1,777m/s Velocidade está dentro da faixa proposta para o trecho de sucção. Calculando o Número de Reynolds: Re = Re = Re = 7.852,76 Calculando a Rugosidade Relativa: = = 0,002049 Fator de Atrito pelo diagrama de Moody: ⨍ = 0,036 Calculando o Fator K: KSucção = Ft x (Número de Acessórios na linha) Considerando a tabela abaixo, temos: KSucção = 0,023 x ([2x3] + [3x30] + [1x20]) + 1 KSucção = 2,691 Determinando o Perda de Carga (HF) e Perda de Pressão (∆P): HFsucção = (f x + KSucção)x HFsucção = (0,036 x + 2,691) x HFsucção = 9,330 x 0,161 HFsucção = 1,502m Calculando a Perda de Pressão: Sendo ϒ = ρ x ϒ = 815 x ϒ = 814,44 ∆P = HFsucção x ϒ ∆P = 1,502 x 814,443 ∆P = 1.223,29 Aplicando Bernoulli: + + Z1 – HFsucção = + + Z2 O fluído no ponto 1 está estático e o mesmo não sofre pressão, então = 0 e = 0. O valor de Z no ponto 2 é igual a zero, pois a bomba se encontra no ponto horizontal de referência. Então: = Z1 – - HFsucção P2 = ϒ x (Z1- - HFsucção) P2 = 814,44 x (2,8 – - 1,502) P2 = 925,92 kgf/m2 Calculando a Altura Manômetrica de Sucção: Hg = ZSucção – HFsucção Hg = 2,8 – 1,502 Hg = 1,298m
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