Instalações de Recalque em Hidráulica

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Curso: Engenharia de Energia
Disciplina: Hidráulica
Professor: George Mamede
UNIDADE 05 – Instalações de 
Recalque
UNIVERSIDADE DA INTEGRAÇÃO INTERNACIONAL DA 
LUSOFONIA AFRO-BRASILEIRA – UNILAB
Instituto de Engenharias e Desenvolvimento Sustentável – IEDS
DISCIPLINA: HIDRÁULICA
INSTALAÇÕES DE RECALQUE
• Tipos de bombas
– Radiais ou centrífugas (elevadas alturas de bombeamento / baixas vazões)
– Axiais (pequenas alturas de bombeamento / grandes vazões)
– Diagonais ou mistas (média alturas de bombeamento / médias vazões)
• Escolha da bomba apropriada
Ns = velocidade específica
N = velocidade de rotação da bomba (rpm)
Hman = altura manométrica de bombeamento (m.c.a.)
Q = vazão (m³/s)
– Bombas radiais: 6 ≤ Ns < 80
– Bombas mista: 80 ≤ Ns < 150
– Bombas axial: 150 ≤ Ns < 300
75,0
man
s H
QN
N 
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• Bomba radial
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• Bomba axial
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• Bomba diagonal
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• Exercício 1
Um sistema de irrigação foi dimensionado para receber uma vazão de 20 l/s de
água, que deverá ser recalcada a uma altura de 30 m. A perda de carga total é de
5 m.c.a. O acionamento da bomba será feito por um motor cuja velocidade do
eixo é de 1750 rpm. Determinar:
a) O tipo de bomba adequado ao projeto
b) A altura manométrica gerada por uma bomba do tipo axial, operando na 
máxima eficiência, para a mesma vazão e rotação (adotar Ns = 200 rpm)
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• Partes componentes de uma turbobomba
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• Tipos de rotor
Fechado Semiaberto Aberto
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• Sistema de recalque
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outfoman hhHH 
Ho = altura geométrica
Hr = altura de recalque
Hs = altura de sucção
Hf = perda de carga
Hout = pressão na saída
sro HHH 
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• Potência instalada
Q = vazão (m³/s)
γ = peso específico do fluido (Kgf/m³)
Hman = altura manométrico (mca)
 = rendimento da bomba (%)
P/ água:
Q = vazão (l/s)
Folga para motores elétricos
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

.75
.. manHQP 
.75
. manHQP 
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• Potência padronizada de motores elétricos nacionais em CV
• Leis de afinidade hidráulica
Q = vazão D = diâmetro do rotor
H = altura manométrica N = velocidade do rotor 
P = potência
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2
1
2
1
N
N
Q
Q 
2
1
2
1
D
D
Q
Q 
2
2
1
2
1




D
D
H
H
2
2
1
2
1




N
N
H
H
3
2
1
2
1




N
N
P
P
3
2
1
2
1




D
D
P
P
• Exercício 2
A bomba KSB ETA 50 33/2 funcionando a 1710 rpm fornece uma vazão de 35 
m³/h a uma altura manométrica de 46 mca, com uma eficiência de 71%. Pede-se:
a) A potência requerida pela bomba em CV, HP e KW
b) A potência instalada e a potência do motor comercial
• Exercício 3
Um sistema de irrigação é abastecido por uma motobomba que recalca 3000 
l/min contra uma altura manométrica de 62 mca. O diâmetro do rotor da bomba 
é de 250 mm e sua velocidade é de 1750 rpm. A potência requerida pela bomba 
é de 54 CV. Estudos adicionais mostraram que, com a introdução de aspersores 
de baixa pressão e a eliminação de algumas perdas de carga, a bomba passará a 
operar a uma altura manométrica de 50 mca. Pede-se:
a) O diâmetro do rotor da bomba para atender a esta nova situação de projeto
b) A potência e a vazão futuras 12
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• Energia disponível na entrada da bomba (NPSH)
– NPSH – Net Positive Suction Head: energia (ou carga) disponível na sucção
– NPSH requerido X NPSH disponível
• NPSH requerido – característica hidráulica da bomba
• NPSH disponível – característica da instalação de sucção:
+ Hs – carga ou altura de água na sucção (entrada afogada) (m)
- Hs – altura de aspiração(sucção) (m)
pa – pressão atmosférica (kgf/m²)
pv – pressão de vapor de água (kgf/m²)
 – peso específico (kgf/m³)
hf – soma das perdas de carga na sucção (m)
– Para que uma bomba funcione bem:
NPSH disponível ≥ NPSH requerido
fs
va
disponível hH
ppNPSH 

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– Pressão atmosférica – variável com a altitude
• Para altitudes (h) até 2000 m, pode ser estimada por:
(m)
– Pressão de vapor – variável com a temperatura



 
1000
0810760613 h,,pa

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• Cavitação
– Redução da pressão absoluta na tubulação abaixo da pressão de vapor 
formação de vapor de água, com bolsas de vapor na corrente líquida
– Cavitação: formação e destruição das bolsas ou cavidades de vapor
– Efeitos da cavitação:
• Funcionamento precário do sistema (redução do rendimento)
• Danos materiais às instalações
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– Análise das condições de funcionamento - coeficiente de cavitação de Thoma:
Hs – altura de aspiração (m)
pa – pressão atmosférica (kgf/m²)
pv – pressão de vapor de água (kgf/m²)
 – peso específico (kgf/m³)
hf – soma das perdas de carga na sucção (m)
H – altura de elevação da bomba (manométrica)
– Coeficiente de cavitação crítico (sc)– depende do tipo de máquina, e é função 
da rotação específica da bomba
– Para bombas centrífugas:
– Determinação da altura de sucção máxima da bomba:
H
hHpp
H
NPSH fs
va 
 s
3441002 sc N,
s
fc
va
maxs hH
ppH  s

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• Exercício 4
Uma bomba centrífuga será instalada em um local a 550m de altitude, onde 
recalcará água à temperatura de 30 C (Pv /γ = 0,43 mca). A perda de carga total 
(contínua + acidental) na sucção é da ordem de 0,6 mca, enquanto a fabricante 
estipula que o NPSHr = 4,7 m. Determinar a altura estática de sucção máxima 
possível nestas condições de projeto.
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• Escolha da bomba (KSB; Worthington; ...)
– Pré-seleção pelo fabricante
– Curvas características
• Ex: Bomba KSB ETA 250 – 29/2
– KSB = marca
– ETA = modelo
– 250 = diâmetro nominal do flange de recalque (mm)
– 29 = diâmetro nominal do rotor (cm)
– 2 = número de estágios
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• Pré-seleção (KSB do Brasil):
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• Pré-seleção (Worthington):
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• Exercício 5
Um projeto de irrigação requer uma vazão de 700 m³/h a uma altura 
manométrica total de 40 mca. Considerando que a bomba deverá funcionar a 
1750 rpm, determinar:
a) O modelo da bomba
b) O diâmetro do rotor
c) O rendimento da bomba
d) A potência da bomba
e) A potência comercial do motor
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• Curva característica (KSB ETA 200-33):
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• Curva característica (KSB ETA 200-33) :
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• Associação de bombas em paralelo
• Associação de bombas em série
BmanAmanman HHH ,, 
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BA QQQ 
BA PPP 
)(270
)()./³(
CVP
mHhmQ man
BmanAmanman HHH ,, 
BA QQQ 
BA PPP 
)(270
)()./³(
CVP
mHhmQ man
• Exercício 6
Foram adquiridas para serem instaladas em um projeto de irrigação duas bombas 
centrífugas: uma KSB ETA 150-40 e outra KSB 80-40/2. Elas serão instaladas 
formando umaassociação em paralelo e operação a 1750 rpm para uma altura 
manométrica de 65 mca. Pede-se:
a) A vazão associada proposta
b) A potência da associação requerida pelo sistema
c) A eficiência do conjunto
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Bomba A Bomba B
KSB ETA 150-40 KSB 80-40/2
QA = 400 m³/h QB = 95 m³/h
ηA = 82% ηB = 75%
Hman,A = 65 mca Hman,B = 65 mca
• Exercício 7
Determinar a altura manométrica, a potência e o rendimento de uma associação 
em série composta de uma bomba modelo EHF 65-20 e outra EHF 65-16. As 
bombas operam a uma vazão de projeto de 120 m³/h:
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Bomba A Bomba B
EHF 65-20 EHF 65-16
QA = 120 m³/h QB = 120 m³/h
ηA = 77,5% ηB = 73%
Hman,A = 70 mca Hman,B = 40 mca
• Dimensionamento econômico da tubulação de recalque
– Velocidades econômicas (Recalque: 2 m/s; Sucção: 1 m/s)
 Adotar diâmetro de sucção imediatamente superior ao diâmetro de recalque
• Fórmula de Bresse
K = coeficiente variável, função dos custos de 
investimento e de operação (0,90 < K < 1,40)
• Fórmula da ABNT
T = tempo de funcionamento em (h/dia)
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QKd 
QTd 25,0.586,0
• Exercício 8
Estimar os diâmetros de recalque e de sucção através do método das velocidades 
econômicas, para uma estação elevatória com capacidade para 35 m³/h
• Exercício 9
Um projeto de irrigação é abastecido por uma estação de bombeamento com 
vazão de 36 m³/h durante 8h por dia. Estimar os diâmetros econômicos para 
sucção e recalque.
a) Pela fórmula da ABNT
b) Pela fórmula de Bresse, supondo um bombeamento contínuo (K = 0,9)
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