5º aula_Dimensionamento de tubulação

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DIMENSIONAMENTO DE RESERVATÓRIOS
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RECOMENDAÇÕES CONSTRUTIVAS
8
EXEMPLO:
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Dimensionar os reservatórios de um prédio multifamiliar de 6
pavimentos tipo, com 4 apartamentos por andar de: sala,
cozinha, 2 quartos, área de serviço e 1 quarto de empregada.
• Consumo diário “per capita” prédio de apartamentos - 200 l/dia
• População do prédio
– Por apartamento = (2 pessoas por quarto social) x 2 + 1 pessoa QE = 5
– População Total do prédio = 5 x 4 x 6 = 120 pessoas
• Consumo Diário (Cd)
– 120 x 200 = 24.000 l
• Reserva Técnica de Incêndio (20% do consumo diário)
– 0,20 x 24.000 = 4.800 l
• Volume Total de Reservação
– 24.000 + 4.800 = 28.800 l
• Dimensionamento dos Reservatórios - Segundo a NBR 5626
– Reservatório Inferior - 3/5 Cd ou 60% Cd
• 3/5 x 28.800 = 17.280 l = 17,28 m³
– Reservatório Superior – 2/5 Cd ou 40% Cd
• 2/5 x 28.800 = 11.520 l = 11,52 m³
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Dimensionar os reservatórios de um prédio multifamiliar de 6
pavimentos tipo, com 4 apartamentos por andar de: sala,
cozinha, 2 quartos, área de serviço e 1 quarto de empregada.
• Dimensionamento dos Reservatórios - Segundo ao Uso Corrente.
• Volume total de Reservação
– Consumo Diário (Cd) = 24000 l
– Pelo Uso Corrente é utilizado: 2 dias e meio = 2,5 x Cd
2,5 x 24000 = 60.000 l
– Reserva Técnica de Incêndio (20% do consumo diário)
• 0,20 x 24.000 = 4.800 l
– Volume Total de Reservação
• 60.000 + 4.800 = 64.800 l
• Reservatório Inferior - 3/5 Cd ou 60% de Cd
• 0,60 x 64.800 = 38.880 l = 38,88 m³
• Reservatório Superior – 2/5 Cd ou 40% de Cd
• 0,40 x 64.800 = 25.920 l = 25,92 m³
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DIMENSIONAMENTO DAS TUBULAÇÕES 
DE DRENO E EXTRAVASORES DOS 
RESERVATÓRIOS
DRENO 
A tubulação de drenagem dos reservatórios devem ser
calculados levando em consideração o tempo máximo de
esvaziamento de 2 horas, através das seguintes equações:
( )( )
h
t
A
S
850.4
=
( ) 





=

4
SD
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DIMENSIONAMENTO DAS TUBULAÇÕES 
DE DRENO E EXTRAVASORES DOS 
RESERVATÓRIOS
DRENO DO RESERVATÓRIO INFERIOR (RI)
( )( )
h
t
A
S
850.4
=
( ) 





= −

4
1021,7 4D
( )( )
90,0
2850.4
50,295,2 
=S
mS 41021,7 −=
mD 030,0=
Adotar diâmetro comercial: D = 32mm ou maior.
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DIMENSIONAMENTO DAS TUBULAÇÕES 
DE DRENO E EXTRAVASORES DOS 
RESERVATÓRIOS
DRENO DO RESERVATÓRIO SUPERIOR 
(RS)
( )( )
h
t
A
S
850.4
=
( ) 





= −

4
1050,6 4D
( )( )
25,3
2850.4
40,150,2 
=S
mS 41050,6 −=
mD 029,0=
Adotar diâmetro comercial: D = 32mm ou maior.
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DIMENSIONAMENTO DAS TUBULAÇÕES 
DE DRENO E EXTRAVASORES DOS 
RESERVATÓRIOS
EXTRAVASOR:
Normalmente adota-se um diâmetro comercial acima 
dos alimentadores dos reservatórios. Então, tem-se:
• Para RI: D = 25mm.
• Para RS: D = 32mm.
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EXTRAVASOR
16
EXTRAVASOR
• Não pode ter diâmetro inferior a 25 mm;
• RECOMENDAÇÕES:
• Deve ser dimensionado sempre com diâmetro comercial superior
ao da tubulação de entrada.
• Deve ficar em lugar visível;
• Não deve escoar para o interior de calhas, caixas de areia, etc.
D extravasor > D entrada
7) Determinar a vazão do alimentador predial e seu diâmetro,
capacidades e dimensionamento dos reservatórios superior e
inferior(tipo retangular),dreno e extravasor para um edifício com 15
pavimentos e dois apartamentos de três dormitórios mais dependência
de empregada por pavimento. Considerar, no mesmo 12000 litros para
combate a incêndio e VT=2CD.
EXERCÍCIOS:
8) Calcular a vazão do alimentador predial e seu diâmetro, capacidades
e dimensionamento dos reservatórios superior e inferior, dreno e
extravasor edifício residencial de 10 pavimentos, com 2 apartamentos
por pavimento, sendo que cada apartamento possui 2 quartos e uma
dependência de empregada. Adotar reserva de incêndio de 10.000
litros e VT=1,5 CD.
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SISTEMA DE RECALQUE
É o conjunto constituído pelas canalizações e pelos meios
mecânicos de SISTEMA DE RECALQUE elevação, que vai do
reservatório inferior ao reservatório superior e o conjunto
moto-bomba.
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SISTEMA DE RECALQUE
Tem por finalidade transportar uma determinada quantidade de 
água do reservatório inferior ao reservatório superior.
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SISTEMA DE RECALQUE
• Partes principais :
a)Tubulação de Sucção
b)Conjunto motor-bomba
c)Tubulação de recalque.
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SISTEMA DE RECALQUE
ALTURA DE SUCÇÃO (hS) : distância
vertical entre o nível do fluido no reservatório
inferior (10 cm acima da válvula de pé) e o
eixo da bomba.
ALTURA DE RECALQUE (hR) : distância
vertical entre o eixo da bomba ao ponto de
descarga no recalque.
ALTURA GEOMÉTRICA (hG) : altura de
elevação ou desnível entre os reservatórios
inferior (nível mínimo) e o reservatório
superior (nível máximo).
hG = hS + hR
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SISTEMA DE RECALQUE
Altura Geométrica (HG): Altura estática de sucção (hS) e a altura estática de
recalque (hR).
hG = hS + hR
• Hs = Distância vertical do nível de água no reservatório inferior (10 cm
acima da válvula de pé) ao eixo da bomba (entrada de água).
• HR = Distância vertical do eixo da bomba ao ponto de descarga do recalque.
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SISTEMA DE RECALQUE
COMPRIMENTO DA TUBULAÇÃO DE
SUCÇÃO - Extensão linear em metros de
tubo utilizados na instalação, desde o
injetor ou válvula de pé até o bocal de
entrada da bomba.
COMPRIMENTO DA TUBULAÇÃO DE
RECALQUE - Extensão linear em metros
de tubo utilizados na instalação, desde a
saída da bomba até o ponto final da
instalação.
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SISTEMA DE RECALQUE
Altura Manométrica (Hm): É a altura total a ser vencida quando o sistema
está em operação.
A altura manométrica corresponde a altura geométrica de elevação mais
as perdas de cargas nominais e localizadas na sucção e no recalque.
25
SISTEMA DE RECALQUE
A bomba tem que fornecer energia para vencer o desnível geométrico e a soma 
das perdas de energia distribuídas e localizadas.
Para determinarmos uma potência (N) de um motor de uma bomba hidráulica,
precisamos encontrar a altura manométrica correspondente à instalação.
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DIMENSIONAMENTO DO CONJUNTO ELEVATÓRIO
Recomendações da norma NBR 5626:
• Cada hora de funcionamento da bomba deve ser suficiente para elevar no
mínimo 15% do CD.
• Normalmente usa-se para prédios residenciais 22,22% do consumo
diário, ou seja, que a bomba em três períodos de 1,5 horas/dia, recalque
todo o volume necessário ao consumo de um dia da edificação.
• Para prédios comerciais, 25% do consumo diário em dois períodos
de 2 horas/dia.
• Para hospitais 16,67% do consumo diário em três períodos de 2 
horas/dia.
27
DIMENSIONAMENTO DO CONJUNTO ELEVATÓRIO
A instalação de recalque deve
ser dimensionada para vazão de
recalque mínima equivalente a
15% do consumo diário (CD),
para tanto, são necessárias 6,66
horas de trabalho do conjunto
moto-bomba escolhido.
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DIMENSIONAMENTO DO CONJUNTO ELEVATÓRIO
Diâmetro da Tubulação de Sucção e Recalque:
Tubulação de Recalque (Dr):
Onde:
• Dr diâmetro de recalque em metros.
rr QXkD
4.=
• k coeficiente de Bresse (varia entre 0,75 e 1,40). Normalmente
no Brasil adota-se K=1,30.
• X N/24, onde N= nº de horas de funcionamento da bomba por
dia.
• Qr Vazão de recalque ou bombeamento m³/s.
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DIMENSIONAMENTO DO CONJUNTO ELEVATÓRIO
Diâmetro da Tubulação de Sucção e Recalque:
Tubulação de Sucção (Ds):
Determinado o Dr, adotamos o Ds imediatamente superior a Dr.
rs DD 
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DIMENSIONAMENTO DO CONJUNTO ELEVATÓRIO
EXEMPLO:
• CD = 12.800 l/dia
Admitindo a vazão mínima igual a 15% do CD, temos:
QR = 15% x CD = 1920 = 1920/1000 = 1,92 m³, por hora.
QR = (1,92 /3600) = 5,33.10
-4 m³/s
X = (1/0,15) /24) = 6,66/24 = 
0,2778
mQXkD rr 022,010.33,52778,0.3,1.
444 === −
Determine os diâmetros da tubulação de recalque e sucção:
• drec = 0,022 m = 22 mm interno, adotar diâmetro comercial de 1” ou 
32mm.
• dsuc = Um diâmetro comercial acima = 1 ¼ ” ou 40mm.
Normalmente, no comercial, polegadas é diâmetro interno e milímetros diâmetro
externo (descontar paredes para cálculo).
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DIMENSIONAMENTO DO CONJUNTO ELEVATÓRIO
Altura Manométrica (Hm) :
Hm = HG + ΔhS + ΔhR
HG = hS + hR
ΔhS =JS.(LRS + LES)
ΔhR = JR.(LRR + LER)
Onde:
• HG : Altura geométrica
• hS : Altura de Sucção
• hR : Altura de Recalque
• ΔhR : Perda de carga total na Sucção
• JS : Perda de carga unitária na sucção( ábaco de FAIR WHIPLE-HSIO)
• LRS : Comprimento real da tubulação de sucção
• LES : Comprimento equivalente ou localizada na sucção
• ΔhR : Perda de carga total no recalque
• JR : perda de carga unitária no recalque( ábaco de FAIR WHIPLE-HSIO)
• LRS : Comprimento real da tubulação de recalque
• LER : Comprimento equivalente ou localizada no recalque
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DIMENSIONAMENTO DO CONJUNTO ELEVATÓRIO
EXEMPLO:
Hm = HG + ΔhS + ΔhR
Cálculo da perda de carga (Δh ) utilizando tubo de aço 
galvanizado 
a) Sucção - (na situação mais desfavorável) – Φ 1 ¼”
Comprimento desenvolvido = 4.00 m. 
Comprimentos equivalentes
Cálculo da Altura Manométrica.
1 válvula de pé com crivo = 10.00 
2 registros de gaveta = 0.40 
2 Tê passagem lateral = 3.42 
1 curva = 0.84 
comp. total = 18.66 m (de tubo equivalentes). 
- Tubulações de aço galvanizado são em polegadas. 
33
DIMENSIONAMENTO DO CONJUNTO ELEVATÓRIO
ou dada pela Norma NBR – 5626 
Usando a vazão do exemplo e fórmula de Fair - Whipple - Hsiao, dada em livros 
mais recentes:
596,2632,0 ..113,27 DJQ =
596,2532,0 ..113,27 DJQ =
596,2632,04 ..113,2710.33,5 DJ=− , têm-se: mmJ /0494,0=
ΔhS = J x L = 0,0494 x 18,66 = 0,92 m 
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DIMENSIONAMENTO DO CONJUNTO ELEVATÓRIO
b) Recalque - (na situação mais desfavorável) – Φ 1” (DI = 25mm)
Comprimento desenvolvido = 36.83 m. 
Comprimentos equivalentes
2 registros de gaveta = 0.40 
1 válvula de retenção = 2.10 
2 joelhos de 45º = 1.88 
1 joelho de 90º = 0.43 
comp. total = 43.89 m (de tubo equivalentes). 
1 Tê passagem lateral = 1,37 
1 junção = 0,88 
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DIMENSIONAMENTO DO CONJUNTO ELEVATÓRIO
Recalque - (na situação mais desfavorável) – Φ 1” (DI = 25mm)
596,2532,0 ..113,27 DJQ =
596,2632,04 ..113,2710.33,5 DJ=− , têm-se: mmJ /136,0=
ΔhR = J x Lrec = 0,136 x 43,89 = 5,97m 
Hm = 34,10 + 0,92 + 5,97 
Hm = 40,99 ~ 41,0 m 
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DIMENSIONAMENTO DO CONJUNTO ELEVATÓRIO
Potência do Conjunto Elevatório:
Onde:
• P = Potência do conjunto moto-bomba, em cavalo vapor (cv)
A potência necessária para vencer o desnível (HG) mais as resistências (ΔhS + ΔhR) 
transportando uma vazão (Q) do reservatório inferior para o reservatório superior é 
calculada pela expressão:


.75
.. mr HQP =
• γ = Peso específico do fluido bombeado ( para a água= 1.000kg/m³)
• Qr = Vazão de bombeamento do sistema em m³/s
• Hm = Altura Manométrica em metros
• η = rendimento global do conjunto moto-bomba
(adotado para cálculo η = 65% = 0,65)
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DIMENSIONAMENTO DO CONJUNTO ELEVATÓRIO
EXEMPLO: Cálculo da Potência da Bomba.


.75
.. mr HQP =
Onde:
• γ = 1000 kg/m³
• QR = 5,33.10
-4 m³/s
• Hm = 41 m
CVP 29,0
1.75
41.10.33,5.1000 4
==
−
• Característica da bomba : 
• Q = 1,92 m³ /h • Hm = 41,0 m.c.a Pot ½ CV 
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Tabela de Seleção do Fabricante
Segundo a tabela de seleção de bombas centrífugas da série CAM da Dancor.
Para encontrarmos o modelo desejado, entramos com a altura manométrica (obtida
através do procedimento de cálculo mostrado na etapa anterior) na linha superior da
tabela e na coluna correspondente procuramos o valor da vazão de projeto
imediatamente acima do valor encontrado no cálculo.
Observamos também as colunas de sucção e recalque, obtidas através do método de
Forchheimer.
39T
a
b
e
la
 d
e
 S
e
le
ç
ã
o
 d
o
 F
a
b
ri
c
a
n
te
40
Termos Hidráulicos para conjunto moto-bomba 
41
Termos Hidráulicos para conjunto moto-bomba 
1) Nível dinâmico: distância vertical entre a bomba e o nível rebaixado. 
2) Perda de carga na sucção: altura devido às perdas relativas à resistência oposta
ao líquido para entrar na tubulação e peças na sucção.
3) Rebaixamento do nível: distância vertical entre o nível estático e o nível
resultante quando há bombeamento. Este rebaixamento depende da capacidade
do reservatório e da vazão requerida para o bombeamento.
4) Nível estático: é a distância vertical da bomba ao nível estático da água sem
bombeamento.
5) Altura água-água: distância vertical entre o nível dinâmico e o nível de
descarga.
6) Perda de carga no recalque: altura devido às perdas relativas à resistência na
tubulação e peças no recalque.
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Termos Hidráulicos para conjunto moto-bomba 
7) Altura estática do reservatório superior: altura vertical ou pressão requerida
para a elevação da água a contar da tubulação de recalque da bomba.
8) Altura manométrica no recalque: a soma total das alturas necessárias à
elevação da água no recalque.
9) Altura manométrica total: distância vertical total entre o nível dinâmico e o nível
de descarga, incluindo as perdas de carga e os desníveis.
10) Altura manométrica na sucção: a soma total das alturas necessárias à
elevação da água na sucção.
11) Comprimento total na sucção: distância total entre a bomba ao fundo do ralo,
injetor ou válvula de pé.
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Termos Hidráulicos para conjunto moto-bomba 
12) Colocação: distância da bomba à parte superior do ralo, injetor ou válvula de
pé.
13) Submergência: distância vertical do nível dinâmico à parte superior do ralo,
injetor ou válvula de pé.
15) Vazão: quantidade de líquido bombeado em um determinado tempo:
litro/segundo, litro/minuto e m3/h.
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EXERCÍCIO:
8) Determine a altura 
manométrica da 
tubulação ao lado: