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UNIVERSIDADE DO SUL DE SANTA CATARINA DANIEL MOTTA SILVANO PROJETO DE BOMBAS CENTRÍFUGAS Tubarão 2018 DANIEL MOTTA SILVANO PROJETO DE BOMBAS CENTRÍFUGAS Projeto de bombas centrífugas apresentado à disciplina de Fenômenos de transportes do Curso de Graduação em Engenharia Civil da Universidade do Sul de Santa Catarina. Orientadora: Profª Maria Lúcia Soares Cochlar. Msc. Tubarão 2018 1 – PROBLEMA Água a 25 °C é bombeada com uma vazão de 21 𝑚³ ℎ de um reservatório inferior para outro superior, através de um sistema de encanamentos, conforme a Figura 01. O encanamento é de aço comercial tipo IPS e a constante do material é 100. Os valores de X e de Y são 50 m e 20 m, respectivamente, e a altitude no local H é 200 m. O nível da água, nos dois tanques, é mantido constante por controladores de nível. 1.1 – Especificar O diâmetro nominal comercial das tubulações de recalque e de sucção para aço comercial tipo IPS usando o método da velocidade econômica de Remi e Telles. 1.2 – Calcular As perdas de carga totais (atrito e acessórios) por dois métodos, o de Hazen- Williams e o universal, obtendo o resultado em m.c.a.; A altura manométrica total em m.c.a; A potencia da bomba centrífuga em Watts e em Hp pela equação do balanço de energia. 1.3 – Selecionar A bomba centrífuga mais indicada utilizando o catálogo dos fabricantes de bombas, apresentando as curvas características das mesmas (usar catálogo das bombas Schneider (www.schneider.ind.br) e das bombas da GouldsPumps (http://www.gouldspumps.com/download_files/PSS_instructions/pss_instructions.stm ). 1.4 – Analisar Os resultados da escolha da bomba pelos dois métodos, comparando os valores. Dados: Usar tubos tipo IPS, C=100, conjunto moto-bomba com 60Hz e 2500-3750 rpm. Figura 01 – Esquematização do problema. Acessórios da sucção: -1 Entrada de borda (usar L/D= 35); - 2 Curvas de 90° (usar L/D= 21); - 1 Redução; - 3 Cotovelos raio longo. Acessórios do recalque: - 2 Registros (válvula) gaveta, um aberto totalmente e outro ¼ fechado; - 1 Válvula de segurança aberta (usar ábaco CRANE Corporation); - 1 Registro globo; - 1 Válvula de retenção; - 2 Cotovelos padrão; - 1 Entrada de borda; - 2 Curvas Longas 2 – DESENVOLVIMENTO 2.1 – Cálculo do diâmetro interno da tubulação 2.1.1 – Diâmetro de recalque 𝑄 = 21 𝑚³ ℎ × 1ℎ 3600𝑠 = 0,00583 𝑚³ 𝑠 A velocidade de descarga, segundo Remi e Telles, deve estar compreendida entre 1,5 𝑚 𝑠 e 3 𝑚 𝑠 (Tabela 01: Valores de velocidade econômica (Remi, Telles)). 𝑉𝑅 = (1,5 + 3) 𝑚 𝑠 2 = 2,25 𝑚 𝑠 𝐷𝑅 = ( 4 × 𝑄 𝜋 × 𝑉𝑅 ) 1 2 = ( 4 × 0,00583 𝜋 × 2,25 ) 1 2 = 0,0574𝑚 × 1𝑖𝑛 0,0254𝑚 = 2,261 𝑖𝑛 Especificações: - Material: aço comercial tipo IPS; - Schedule: (40 𝑠𝑐ℎ) (escolhido por ser o mais usado); - Diâmetro interno mais próximo, encontrado é o tubo de tamanho nominal 2½ in, que possui diâmetro interno de 2,469 in (de acordo com a Tabela 2: Dimensões dos tubos de aço (IPS)). 𝐷𝑖 = 2,469𝑖𝑛 × 0,0254𝑚 1𝑖𝑛 = 0,0627𝑚 Cálculo da nova velocidade 𝑉𝑅 = 𝑄 𝐴 = ( 4 × 𝑄 𝜋 × 𝐷𝑖² ) = ( 4 × 0,00583 𝜋 × (0,0627)² ) = 1,888 𝑚 𝑠 1,888 𝑚 𝑠 será a velocidade adotada na tubulação de recalque, uma vez que está entre 1,5 𝑚 𝑠 e 3 𝑚 𝑠 (intervalo proposto por Remi e Telles). 2.1.2 – Diâmetro de sucção Especificando uma bitola comercial acima tem-se a de 3 in. 𝐷𝑖 = 3,068 𝑖𝑛 × 0,0254𝑚 1𝑖𝑛 = 0,0779𝑚 Cálculo da nova velocidade 𝑉𝑆 = 𝑄 𝐴 = ( 4 × 𝑄 𝜋 × 𝐷𝑖² ) = ( 4 × 0,00583 𝜋 × (0,0779)² ) = 1,223 𝑚 𝑠 A velocidade encontrada está dentro da faixa estabelecida por Remi (1,0 𝑚 𝑠 a 2,5 𝑚 𝑠 ) para tubos de sucção. 2.2 – Cálculo das perdas de carga Fórmula de Hazen-Williams Fórmula Universal 𝑙𝑤 = 𝐿 × 10,648 𝐶1,85 × 𝑄1,85 𝐷4,87 ℎ𝑙 = 𝑓𝐷 × 𝐿 𝐷 × 𝑉 2 2 2.2.1 – Perdas de carga no recalque (𝐷𝑖 = 0,0627𝑚 ; 𝐿 = 85𝑚 ; 𝑄 = 0,00583 𝑚³ 𝑠 ) 𝑉𝑅 = 1,888 𝑚 𝑠 𝑅𝑒 = 𝐷 × 𝑉 𝛾 = 0,0627 × 1,888 0,919 × 10−6 = 1,288 × 105 O valor de γ foi encontrado na Tabela 3: Propriedades de líquidos no estado saturado. Porém, como não obteve-se o valor na temperatura de 25°C, interpolou-se os valores para o intervalo encontrado, de 20°C a 40°C. 2.2.2 – Acessórios do recalque a) 1 registro gaveta totalmente aberto: 𝐿𝑔𝑎𝑣𝑒𝑡𝑎 𝑎𝑏𝑒𝑟𝑡𝑎 𝐷𝑖 = 7 ∴ 𝐿𝑔𝑎𝑣𝑒𝑡𝑎 𝑎𝑏𝑒𝑟𝑡𝑎 = 7 × 0,0627 = 0,4389𝑚 Obs.: Valor de 𝐿 𝐷⁄ retirado da Tabela 04: Comprimento equivalente expresso em número e diâmetro e valores de K. b) 1 registro gaveta 1 4⁄ fechado ( 3 4⁄ aberto): 𝐿𝑔𝑎𝑣𝑒𝑡𝑎1 4 𝑓𝑒𝑐ℎ𝑎𝑑𝑎 𝐷𝑖 = 40 ∴ 𝐿𝑔𝑎𝑣𝑒𝑡𝑎1 4 𝑓𝑒𝑐ℎ𝑎𝑑𝑎 = 40 × 0,0627 = 2,508𝑚 Obs.: Valor de 𝐿 𝐷⁄ retirado da Tabela 04: Comprimento equivalente expresso em número e diâmetro e valores de K. c) 1 válvula de segurança aberta: 𝐿𝑣𝑎𝑙𝑣𝑢𝑙𝑎 𝑠𝑒𝑔𝑢𝑟𝑎𝑛ç𝑎 𝑎𝑏𝑒𝑟𝑡𝑎 = 15𝑓𝑡 × 0,3048𝑚 1𝑓𝑡 = 4,572𝑚 Obs.: Dado de comprimento equivalente de cano retirado da Tabela 05: Ábaco. Traço mostrado no ponto 1 (Anexo). d) 1 registro globo: 𝐿𝑟𝑒𝑔𝑖𝑠𝑡𝑟𝑜 𝑔𝑙𝑜𝑏𝑜 𝐷𝑖 = 350 ∴ 𝐿𝑟𝑒𝑔𝑖𝑠𝑡𝑟𝑜 𝑔𝑙𝑜𝑏𝑜 = 350 × 0,0627 = 21,945𝑚 Obs.: Valor de 𝐿 𝐷⁄ retirado da Tabela 04: Comprimento equivalente expresso em número e diâmetro e valores de K. e) 1 Válvula de retenção: 𝐿𝑣á𝑙𝑣𝑢𝑙𝑎 𝑑𝑒 𝑟𝑒𝑡𝑒𝑛çã𝑜 𝐷𝑖 = 100 ∴ 𝐿𝑣á𝑙𝑣𝑢𝑙𝑎 𝑑𝑒 𝑟𝑒𝑡𝑒𝑛çã𝑜 = 100 × 0,0627 = 6,27𝑚 Obs.: Valor de 𝐿 𝐷⁄ retirado da Tabela 06: Comprimento equivalente expresso em número de diâmetro. f) 2 Cotovelos padrão: 𝐿𝑐𝑜𝑡𝑜𝑣𝑒𝑙𝑜 𝑝𝑎𝑑𝑟ã𝑜 𝐷𝑖 = 32 ∴ 𝐿𝑣á𝑙𝑣𝑢𝑙𝑎 𝑑𝑒 𝑟𝑒𝑡𝑒𝑛çã𝑜 = 32 × 0,0627 = 2,0064𝑚 × 2 = 4,0128𝑚 Obs.: Valor de 𝐿 𝐷⁄ retirado da Tabela 04: Comprimento equivalente expresso em número e diâmetro e valores de K. g) 1 Entrada de borda: 𝐿𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑑𝑎 𝑑𝑒 𝑏𝑜𝑟𝑑𝑎 𝐷𝑖 = 35 ∴ 𝐿𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑑𝑎 𝑑𝑒 𝑏𝑜𝑟𝑑𝑎 = 35 × 0,0627 = 2,1945𝑚 Obs.: Valor de 𝐿 𝐷⁄ retirado da Tabela 04: Comprimento equivalente expresso em número e diâmetro e valores de K. h) 2 Curvas longas: 𝐿𝑐𝑢𝑟𝑣𝑎 𝑙𝑜𝑛𝑔𝑎 𝐷𝑖 = 20 ∴ 𝐿𝑐𝑢𝑟𝑣𝑎 𝑙𝑜𝑛𝑔𝑎 = 20 × 0,0627 = 1,254𝑚 × 2 = 2,508𝑚 Obs.: Valor de 𝐿 𝐷⁄ retirado da Tabela 04: Comprimento equivalente expresso em número e diâmetro e valores de K. 𝐿𝑒𝑞 = 𝐿𝑇𝑢𝑏𝑢𝑙𝑎çã𝑜 + 𝐿𝐴𝑐𝑒𝑠𝑠ó𝑟𝑖𝑜𝑠 ∴ 𝐿𝑒𝑞 = 85 + 44,44 ∴ 𝐿𝑒𝑞 = 129,44𝑚. 𝑒 𝐷 = 0,0457𝑚𝑚 62,7𝑚𝑚 = 7,288 × 10−4 Obs.: Valor de 𝑒 encontrado na Tabela 07: Coeficientes de rugosidade relativa. O cálculo do fator de atrito abaixo foi feito através da equação proposta por Miller para aproximação da equação de Colebrook. Colebrook foi aproximada pelo fato que o “fator de atrito” esta implícito na equação de Colebrook. 𝑁𝑓 = 0,25 × [log ( 1 3,7 × 𝑒 𝐷 + 5,74 × 𝑁𝑅𝑒 −0,9)] −2 𝑁𝑓 = 0,25 × [log ( 1 3,7 × (7,288 × 10−4) + 5,74 × (1,288 × 105)−0,9)] −2 𝑁𝑓 = 0,0208037 = 𝑓𝐷 Fórmula Universal ℎ𝑙 = 𝑓𝐷 × 𝐿 𝐷 × 𝑉 2 2 ℎ𝑙 = 0,0208037 × 129,44 0,0627 × (1,888) 2 2 ℎ𝑙 = 76,544 𝑚² 𝑠² ℎ𝑙 = 7,8106 𝑚. 𝑐. 𝑎 Fórmula de Hazen-Williams 𝑙𝑤 = 𝐿 × 10,648 𝐶1,85 × 𝑄1,85 𝐷4,87 𝑙𝑤 = 129,44 × 10,648 1001,85 × 0,005831,85 0,06274,87 𝑙𝑤 = 14,558 𝑚. 𝑐. 𝑎 𝑜𝑢 𝑙𝑤 = 142,677 𝑚² 𝑠² 2.2.3 – Perdas de carga na sucção (𝐷𝑖 = 0,0779𝑚 ; 𝐿 = 7𝑚 ; 𝑄 = 0,00583 𝑚³ 𝑠 ) 𝑉𝑠 = 1,223 𝑚 𝑠 𝑅𝑒 = 𝐷 × 𝑉 𝛾 = 0,0779 × 1,223 0,919 × 10−6 = 1,036 × 105 2.3.4 – Acessórios da sucção a) 1 entrada de borda: 𝐿𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑑𝑎 𝑑𝑒 𝑏𝑜𝑟𝑑𝑎 𝐷𝑖 = 35 ∴ 𝐿𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑑𝑎𝑑𝑒 𝑏𝑜𝑟𝑑𝑎 = 35 × 0,0779 = 2,7265𝑚 Obs.: O valor de L D⁄ foi dado no problema. b) 2 curvas de 90°: 𝐿𝑐𝑢𝑟𝑣𝑎 𝑑𝑒 90° 𝐷𝑖 = 21 ∴ 𝐿𝑐𝑢𝑟𝑣𝑎 𝑑𝑒 90° = 21 × 0,0779 = 1,6359𝑚 × 2 = 3,2718𝑚 Obs.: O valor de L D⁄ foi dado no problema. c) 1 redução: 𝐿𝑟𝑒𝑑𝑢çã𝑜 𝐷𝑖 = 6 ∴ 𝐿𝑟𝑒𝑑𝑢çã𝑜 = 6 × 0,0779 = 0,4674𝑚 Obs.: Valor de 𝐿 𝐷⁄ retirado da Tabela 06: Comprimento equivalente expresso em número de diâmetro. d) 3 Cotovelos de raio longo: 𝐿𝑐𝑜𝑡𝑜𝑣𝑒𝑙𝑜 𝑑𝑒 𝑟𝑎𝑖𝑜 𝑙𝑜𝑛𝑔𝑜 𝐷𝑖 = 22 ∴ 𝐿𝑐𝑜𝑡𝑜𝑣𝑒𝑙𝑜 𝑑𝑒 𝑟𝑎𝑖𝑜 𝑙𝑜𝑛𝑔𝑜 = 22 × 0,0779 = 1,7138𝑚 × 3 = 5,1414𝑚 𝐿𝑒𝑞 = 𝐿𝑇𝑢𝑏𝑢𝑙𝑎çã𝑜 + 𝐿𝐴𝑐𝑒𝑠𝑠ó𝑟𝑖𝑜𝑠 ∴ 𝐿𝑒𝑞 = 7 + 11,6071 ∴ 𝐿𝑒𝑞 = 18,6071𝑚 𝑒 𝐷 = 0,0457𝑚𝑚 77,9𝑚𝑚 = 5,8664 × 10−4 Obs.: Valor de 𝑒 encontrado na Tabela 07: Coeficientes de rugosidade relativa. O cálculo do fator de atrito abaixo foi feito através da equação proposta por Miller para aproximação da equação de Colebrook. Colebrook foi aproximada pelo fato que o “fator de atrito” esta implícito na equação de Colebrook. 𝑁𝑓 = 0,25 × [log ( 1 3,7 × 𝑒 𝐷 + 5,74 × 𝑁𝑅𝑒 −0,9)] −2 𝑁𝑓 = 0,25 × [log ( 1 3,7 × (5,8664 × 10−4) + 5,74 × (1,036 × 105)−0,9)] −2 𝑁𝑓 = 0,0206938 = 𝑓𝐷 Fórmula Universal ℎ𝑙 = 𝑓𝐷 × 𝐿 𝐷 × 𝑉 2 2 ℎ𝑙 = 0,0206938 × 18,6071 0,0779 × (1,223) 2 2 ℎ𝑙 = 3,73905 𝑚² 𝑠² ℎ𝑙 = 0,3815 𝑚. 𝑐. 𝑎 Fórmula de Hazen-Williams 𝑙𝑤 = 𝐿 × 10,648 𝐶1,85 × 𝑄1,85 𝐷4,87 𝑙𝑤 = 18,6071 × 10,648 1001,85 × 0,005831,85 0,07794,87 𝑙𝑤 = 0,7271 𝑚. 𝑐. 𝑎 𝑜𝑢 𝑙𝑤 = 7,1264 𝑚² 𝑠² 3 – Cálculo da altura manométrica A Patm = 10,0833m.c.a à altitude de 200m foi encontrada interpolando-se valores encontrados na Tabela 08: Pressão atmosférica em função da altitude (Interpolação entre 0m e 300m). Com a temperatura de 25°C a massa específica da água torna-se 997 𝑘𝑔 𝑚³ , de acordo com a Tabela 09: Alguns valores de pressão de vapor e densidade da água. Patm = 10,083m.c.a ou 98.806,5739Pa Pman1 = 2 m.c.a Pman2 = 10 m.c.a Pman1 + Patm = 2 m.c.a + 10,0833m.c.a = 12,0833m.c.a ou 118.408,1598Pa. Pman2 + Patm = 10 m.c.a + 10,0833m.c.a = 20,0833m.c.a ou 196.802,744Pa. 𝑣2 = 𝑣1 = 0 𝜌 = 997 𝑘𝑔 𝑚³ Fórmula Universal 𝐻 = [ 𝑣²2 − 𝑣²1 2 + 𝑔(𝑦2 − 𝑦1) + ℎ𝐿 + 𝑃2 − 𝑃1 𝜌 ] 𝐻 = [ 𝑣²2 − 𝑣²1 2 + 9,81 𝑚 𝑠² (69,8𝑚) + 80,283 𝑚² 𝑠² + 196.802,744Pa − 118.408,1598Pa 997 𝐾𝑔/𝑚³ ] 𝐻 = 843,651 𝑚2 𝑠2 𝑜𝑢 86,086𝑚. 𝑐. 𝑎 Fórmula de Hazen-Williams 𝐻 = [ 𝑣²2 − 𝑣²1 2 + 𝑔(𝑦2 − 𝑦1) + ℎ𝐿 + 𝑃2 − 𝑃1 𝜌 ] 𝐻 = [ 𝑣²2 − 𝑣²1 2 + 9,81 𝑚 𝑠² (69,8𝑚) + 149,808 𝑚² 𝑠² + 196.802,744Pa − 118.408,1598Pa 997 𝐾𝑔/𝑚³ ] 𝐻 = 913,1764 𝑚2 𝑠2 𝑜𝑢 93,181𝑚. 𝑐. 𝑎 4 – Cálculo da potência da bomba Fórmula Universal |𝑃𝑜𝑡| = 𝐻 . 𝜌. 𝑄 ∴ |𝑃𝑜𝑡| = 843,651 × 997 × 0,00583 |𝑃𝑜𝑡| = 4903,729 𝑊 . 1ℎ𝑝 746 𝑊 = 6,573ℎ𝑝 + 10% = 7,23ℎ𝑝 = 7,33𝑐𝑣 0,65 = 11,27𝑐𝑣 Fórmula de Hazen-Williams |𝑃𝑜𝑡| = 𝐻 . 𝜌. 𝑄 ∴ |𝑃𝑜𝑡| = 913,1764 × 997 × 0,00583 |𝑃𝑜𝑡| = 5307,8469𝑊 . 1ℎ𝑝 746 𝑊 = 7,115ℎ𝑝 + 10% = 7,82ℎ𝑝 = 7,92𝑐𝑣 0,65 = 12,18𝑐𝑣 5 – Catálogo Schneider O catálogo Schneider está disponível no site da empresa (www.schneider.ind.br). Através da vazão e altura manométrica calculada pela fórmula universal e por Hazen-Williams, consegue-se encontrar as bombas mais adequadas à situação. Foi considerado uma motobomba com eficiência de 65%. Dados: Fórmula Universal: H = 88,7345 𝑚. 𝑐. 𝑎 Vazão = 21 𝑚³ ℎ Hazen-Willians: H = 97,8963 𝑚. 𝑐. 𝑎 Vazão = 21 𝑚³ ℎ Figura 6 – Catálogo de seleção de motobomba Schneider. Fonte – Schneider web site: www.schneider.ind.br. No catálogo Schneider, o modelo da bomba mais adequado, tanto para a fórmula universal quanto para a fórmula de Hazen-Williams, encontrado foi o VME- 158150; 15 cv. Figura 7 – Curvas características da motobomba VME-158150; 15 cv. Fonte – Schneider web site: www.schneider.ind.br. Figura 8 – Curvas características da motobomba VME-158150; 15 cv. Fonte – Schneider web site: www.schneider.ind.br. 6 – Cálculo de verificação de cavitação 6.1 – Fórmula Universal 𝑁𝑃𝑆𝐻𝑎 = P1 ρ − Z1 − ℎ𝐿𝑠𝑢𝑐çã𝑜 − 𝑃𝑣 ρ Dados: P1 ρ = 12,0833 m. c. a 0,997 g/cm³ = 12,119 m. c. a Z = −3,2 m ℎ𝐿𝑠𝑢𝑐çã𝑜 = 0,3815 𝑚. 𝑐. 𝑎 𝑃𝑣 ρ = 0,0322 kg/cm² 997 kg/m³ . 10000 cm² 1 m² = 0,3229 𝑚 Então: 𝑁𝑃𝑆𝐻𝑎 = 12,119 m. c. a − (−3,2 m) − 0,3815 𝑚. 𝑐. 𝑎 − 0,3229 𝑚 𝑁𝑃𝑆𝐻𝑎 = 14,6146 𝑚 Como 14,6146m > 3,5m (bomba Schneider), pode-se afirmar que NPSHa > NPSHr. Logo, se não houverem problemas mecânicos, estas bombas não sofrerão problemas de cavitação. Atendendo as necessidades do projeto. 6.2 – Fórmula de Hazen-Williams 𝑁𝑃𝑆𝐻𝑎 = P1 ρ − Z1 − ℎ𝐿𝑠𝑢𝑐çã𝑜 − 𝑃𝑣 ρ Dados: P1 ρ = 12,0833 m. c. a 0,997 g/cm³ = 12,119 m. c. a Z = −3,2 m ℎ𝐿𝑠𝑢𝑐çã𝑜 = 0,7172 𝑚. 𝑐. 𝑎 𝑃𝑣 ρ = 0,0322 kg/cm² 997 kg/m³ . 10000 cm² 1 m² = 0,3229 𝑚 Então: 𝑁𝑃𝑆𝐻𝑎 = 12,119 m. c. a − (−3,2 m) − 0,7172 𝑚. 𝑐. 𝑎 − 0,3229 𝑚 𝑁𝑃𝑆𝐻𝑎 = 14,2789 𝑚 Como 14,2789m > 3,5m (bomba Schneider), pode-se afirmar que NPSHa > NPSHr. Logo, se não houverem problemas mecânicos, esta bomba não sofrerá problemas de cavitação. Atendendo as necessidades do projeto. 7 – Considerações Finais Devido a falhas no site da empresa GouldsPump, não foi possível analisar a motobomba adequada deste fabricantes, porém no catalogo Schneider foi encontrada uma motobomba que atende as necessidades do projeto calculado. Porém, a bomba selecionada no catálogo Schneider possui uma potencia superior a necessárias. Hoje em dia existem variados fabricantes, tanto nacionais como internacionais, que fabricam ainda mais variados modelos de bombas, sendo que assim é possível refinar a pesquisa para obter uma bomba com características ideais para qualquer tipo de projeto. Neste projeto foram pesquisados somente em um fornecedor, logo sua bomba pode não estar exatamente nas dimensões devidamente calculadas, porém, isto não impede sua utilização. Anexo Tabela 1: Valores de velocidade econômica (Remi, Telles). Fluido/Aplicação Velocidade Econômica Água/sucção de bomba 1,0 a 2,5 (1,0 a 1,5 – segundo Telles) Água/descarga de bomba 1,5 a 3,0 Água/ Redes de cidade 1,0 a 2,0 Água/Redes em instalações Industriais 2,0 a 3,0 Água/Alimentação de caldeira 2,5 a 3,0 (4 a 8, segundo Telles) Vapor/até 2kg/cm – saturado 20 a 40 Vapor/ 2 a 10Kgf/cm² 40 a 80 Vapor/ mais de 10kgf/cm² 80 a 200 Ar comprimido/longas distâncias 5 a 7 Ar comprimido/ dentro da fabrica 10 Ar comprimido/ linhas flexíveis 15 a 20 Fluido frigorifico/ condensador ao receptor Até 0,61 Fluido frig./receptor a válvula de exp 0,5 a 1,25 Fluido frig/ Linha de sucção 5,0 a 10,0 Fluido frig/ linha de descarga 5,0 a 25 Ar condicionado 5,0 a 10,0 HC líq/ linha de sucção 1 a 2 HC liq/outras linhas 1,5 a 2,5 HC gasoso 25,0 a 30,0 Tabela 2: Dimensões dos tubos de aço (IPS). Tabela 3: Propriedades de líquidos no estado saturado. T, ºC 𝜌 , Kg/m cp, KJ/Kg-k 𝛾, m²/s k , W/m- K x, m²/s Pr B, 1/k Água (H2O) 0 1002,28 4,215 1,788 x10-6 0,552 1,308x10-7 13,6 - 20 1000,51 4,179 1,006 0,597 1,43 7,02 0,18x10-3 40 994,59 4,176 0,658 0,628 1,512 4,34 - 60 985,46 4,181 0,478 0,65 1,554 3,02 - 80 974,08 4,194 0,364 0,668 1,636 2,22 - 100 960,63 4,213 0,294 0,68 1,68 1,74 - 120 945,25 4,247 0,247 0,685 1,708 1,446 - 140 928,27 4,28 0,214 0,683 1,724 1,241 - 160 909,69 4,339 0,19 0,68 1,729 1,099 - 180 889,02 4,414 0,173 0,675 1,724 1,004 - 200 866,76 4,502 0,16 0,664 1,706 0,937 - 220 842,41 4,606 0,15 0,652 1,68 0,891- 240 815,66 4,753 0,143 0,635 1,639 0,871 - 260 785,87 4,954 0,137 0,611 1,577 0,874 - 280 752,55 5,205 0,135 0,579 1,481 0,910 - 300 714,26 5,724 0,135 0,54 1,324 1,010 - Tabela 4: Comprimento equivalente expresso em número e diâmetro e valores de K. Acessório K Le/D Válvula globo, aberta 7,5 350 Válvula de ângulo, aberta 3,8 170 Válvula gaveta, aberta 0,15 7 Válvula gaveta ¾ aberta 0,85 40 Válvula gaveta ½ aberta 4,4 200 Válvula gaveta ¼ aberta 20 900 Joelho padrão 90º 0,7 32 Joelho raio curto 90º 0,9 41 Joelho raio longo 90º 0,4 20 Joelho padrão 45º 0,35 15 T,com saída lateral 1,5 67 T, com saída reta 0,4 20 Curva 180º 1,6 75 Ampliação Gradual - 12 Cotovelo de 90º, raio longo - 22 Cotovelo de 45º 0,4 16 Curva de 90º(R/D=1) 0,9 21 Curva de 45º 0,2 15 Entrada normal 0,5 17 Entrada de borda - 35 Junção - 30 Redução - 6 Registro de globo aberto 100 350 Saída de canalização 1,00 32 T, saída bilateral 1,8 65 Válvula de pé e crivo - 250 Válvula de retenção - 100 Registro de gaveta aberto 0,2 - Tabela 5: Ábaco. Tabela 06: Comprimento equivalente expresso em número de diâmetro. Tabela 07: Coeficientes de rugosidade relativa. Tipo e(mm) Tubo estirado 0,0015 Latão, chumbo, vidro 0,0076 Aço comercial ou Aço carbono ou Ferro Usinado 0,0457 Ferro fundido (recoberto com asfalto) 0,1219 Ferro galvanizado 0,1524 Tubos de aduelas de madeira 0,1829 a 0,914 Ferro fundido (não revestido) 0,2591 Concreto 0,305 a 3,05 Aço rebitado 0,914 a 9,14 Tabela 8: Pressão atmosférica em função da altitude. Altitude (m) Pressão m.c.a 0 10,33 300 9,96 600 9,59 900 9,22 1200 8,88 1500 8,54 1800 8,20 2100 7,89 2400 7,58 2700 7,31 3000 7,03 Tabela 9 – Alguns valores de pressão de vapor e densidade da água. Temperatura (ºC) Pressão de Vapor Densidade (g/cm³) mmHg (Kg/cm²) 15 12,7 0,0174 0,999 20 17,4 0,0238 0,998 25 23,6 0,0322 0,997 30 31,5 0,0429 0,996 35 41,8 0,0572 0,994 40 54,9 0,0750 0,992 45 71,4 0,0974 0,990 50 92,0 0,1255 0,988 55 117,5 0,1602 0,986 60 148,8 0,2028 0,983 65 186,9 0,2547 0,981 70 233,1 0,3175 0,978 75 288,5 0,3929 0,975 80 354,6 0,4828 0,972 85 433,0 0,5894 0,969 90 525,4 0,7149 0,965 95 633,7 0,8620 0,962 100 760,0 1,033 0,958 105 906,0 1,2320 0,955 110 1070,0 1,4609 0,951 115 1269,0 1,7260 0,947 120 1491,0 2,027 0,943