Sistemas Elevatórios

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Hidráulica e Hidrologia
SISTEMAS ELEVATÓRIOS
SISTEMAS ELEVATÓRIOS
Um sistema elevatório ou de recalque é o conjunto de
tubulações, acessórios, bombas e motores necessários
para transportar uma certa vazão de água ou
qualquer outro líquido de um reservatório inferior
R1, na cota Z1, para outro reservatório superior R2,
na cota Z2>Z1.
Composto de três partes:
1) Tubulação de sucção
2) Conjunto elevatório: bombas e motores elétricos
3) Tubulação de recalque
SISTEMAS ELEVATÓRIOS
Sucção
Conjunto 
elevatório
Recalque
R1
R2
SISTEMAS ELEVATÓRIOS
SISTEMAS ELEVATÓRIOS
SISTEMAS ELEVATÓRIOS
Posição do eixo 
a) AFOGADA: a cota de
instalação do eixo da bomba está
abaixo da cota do nível de água
no reservatório R1.
b) NÃO AFOGADA: a cota de
instalação do eixo da bomba está
acima da cota do nível de água no
reservatório R1.
SISTEMAS ELEVATÓRIOS
SISTEMAS ELEVATÓRIOS
CLASSIFICAÇÃO DAS BOMBAS
SISTEMAS ELEVATÓRIOS
Bombas Centrífugas
São aquelas em que a energia fornecida ao líquido é
primordialmente do tipo cinética, sendo posteriormente
convertida em grande parte em energia de pressão. A
energia cinética pode ter origem puramente centrífuga
ou de arrasto, ou mesmo uma combinação das duas,
dependendo da forma do rotor.
SISTEMAS ELEVATÓRIOS
SISTEMAS ELEVATÓRIOS
SISTEMAS ELEVATÓRIOS
Rotor
SISTEMAS ELEVATÓRIOS
Admissão Radial: movimento
perpendicular ao eixo da bomba
Admissão Axial: movimento
segundo o eixo da bomba: grandes
vazões e baixas alturas
manométricas
Vídeo Demonstrativo
Paramêtros Hidráulicos
Hs: Altura de sucção
Hr: Altura de recalque
Hg: Altura geométrica = hs+hr (Z2-Z1)
Hm: Altura manométrica
Hm= Hg + Hf ( perda de carda TOTAL)
Hm
R1
R2
Potência e Rendimento do Conjunto Elevatório 
𝑷𝒉 = 𝜸.𝑸.𝑯𝒎
Onde: Ph: Potência Hidráulica , W;
𝛾: peso específico do líquido, N/m³;
Q: vazão, m³/s;
Hm: altura manométrica, m.
𝑷𝒉 =
𝜸.𝑸.𝑯𝒎
𝟕𝟓
Onde: Ph: Potência Hidráulica , cv;
𝛾: peso específico do líquido, kgf/m³;
Q: vazão, m³/s;
Hm: altura manométrica, m.
Para que o líquido
receba a potência
requerida, a bomba
deve receber potência
superior à Potência
Hidráulica, pois há
perdas em seu interior.
Potência Hidráulica
Potência e Rendimento do Conjunto Elevatório 
Necessário fazer o rendimento global do conjunto elevatório (ƞ)
Ƞ = Ƞmotor.Ƞbomba
➢ Ƞ entre 30 e 90%
𝑷 =
𝜸.𝑸.𝑯𝒎
𝟕𝟓.Ƞ
Onde: P: Potência absorvida pelo conjunto motor-bomba , cv;
𝛾: peso específico do líquido, kgf/m³;
Q: vazão, m³/s;
Hm: altura manométrica, m;
Ƞ: rendimento do conjunto motor-bomba.
Deve-se admitir uma folga para os motores elétricos. Os seguintes
acréscimos são recomendados:
Potência e Rendimento do Conjunto Elevatório 
Curvas Características de Bombas
Ex: Bomba 
para 
Q=65m³/h
Hm=8m
Para 800 L/s,
pode-se elevar a
32 m com um
roto de 549 mm
Reduzindo o rotor
para 483 mm, Hm
diminui para 22
m, com a mesma
vazão
Manual Bombas Jacuzzi
ALTERAÇÕES NAS CONDIÇÕES DE FUNCIONAMENTO
➢ Aumento ou redução da velocidade (rpm) 
𝑸𝟏
𝑸𝟐
=
𝒓𝒑𝒎𝟏
𝒓𝒑𝒎𝟐
𝑯𝟏
𝑯𝟐
=
(𝒓𝒑𝒎𝟏)²
(𝒓𝒑𝒎𝟐)²
𝑷𝟏
𝑷𝟐
=
𝒓𝒑𝒎𝟏 ³
𝒓𝒑𝒎𝟐 ³
Ex: Uma bomba centrífuga de 20 HP, 40 L/s e 30 m de altura
manométrica está funcionando com 1750 rpm. Quais serão as
consequências de uma alteração de velocidade para 1450 rpm?
Ex: Uma bomba centrífuga de 20 HP, 40 L/s e 30 m de altura
manométrica está funcionando com 1750 rpm. Quais serão as
consequências de uma alteração de velocidade para 1450 rpm?
𝑸𝟏
𝑸𝟐
=
𝒓𝒑𝒎𝟏
𝒓𝒑𝒎𝟐
𝑸𝟐 = 𝟒𝟎𝑳/𝒔 ∗
𝟏𝟒𝟓𝟎
𝟏𝟕𝟓𝟎
= 𝟑𝟑 𝑳/𝒔
𝑯𝟏
𝑯𝟐
=
(𝒓𝒑𝒎𝟏)²
(𝒓𝒑𝒎𝟐)²
𝑯𝟐 = 𝟑𝟎𝒎 ∗
𝟏𝟒𝟓𝟎 2
𝟏𝟕𝟓𝟎 2
= 𝟐𝟎, 𝟓 𝒎
𝑷𝟏
𝑷𝟐
=
𝒓𝒑𝒎𝟏 ³
𝒓𝒑𝒎𝟐 ³
𝑷𝟐 = 𝟐𝟎 𝑯𝑷
𝟏𝟒𝟓𝟎 ³
𝟏𝟕𝟓𝟎 ³
= 𝟏𝟏, 𝟒 𝑯𝑷
ASSOCIAÇÃO DE BOMBAS
1) BOMBAS EM SÉRIE
Instalando-se duas ou mais bombas em série, deve-se
considerar a soma das alturas de elevação que caracterizam
cada uma das bombas, admitindo-se a mesma vazão unitária.
MAIS INTERESSANTE PARA VENCER ALTURA MANOMÉTRICA ELEVADA
Bombas em série
PONTO DE OPERAÇÃO DAS BOMBAS 
NO SISTEMA
1) BOMBAS EM PARALELO
Instalando-se duas ou mais bombas em paralelo, admite-se a
mesma altura manométrica, somando-se as vazões das
unidades instaladas, desde que não seja alterada a altura
manométrica (bombas semelhantes).
ASSOCIAÇÃO DE BOMBAS
QUANDO DESEJA-SE AUMENTAR A CAPACIDADE DO SISTEMA POR PARTES.
R$ DE 2 BOMBAS PODE SERMENOR QUE R$ DE 1 BOMBA COM MAIOR 
CAPACIDADE
Bombas em paralelo
PONTO DE OPERAÇÃO
DAS BOMBAS NO
SISTEMA
T1 e T2 – Curvas características
dos sistemas em série (T1) e em
paralelo (T2).
Dimensionamento econômico de tubulações
Ao se verificar a equação que fornece a potência dos conjuntos
elevatórios (P=γ.Q.Hm/75ƞ), observa-se que o
dimensionamento das linhas de recalque constitui-se em um
problema hidraulicamente indeterminado, ou seja; há uma
infinidade de pares diâmetro-potência que satisfazem uma
determinada necessidade de vazão.
Recalque com velocidades de escoamento baixas, resultam
diâmetros relativamente grandes, implicando em custos
elevados da tubulação e menores gastos com as bombas e
energia elétrica, porque as alturas manométricas são menores.
Velocidades altas requerem diâmetros menores, de custos mais
baixos, mas que provocam grandes perdas de carga. Como
consequência, as alturas manométricas são maiores, os
conjuntos elevatórios mais potentes e mais caros, exigindo
maior consumo de energia elétrica.
MÉTODOS DE DIMENSIONAMENTO:
• Fórmula de Bresse (para funcionamento contínuo)
𝑫𝒓 = 𝒌 𝑸
Em que: D: diâmetro econômico (m);
K: coeficiente variável (0,6 a 1,6), função dos custos de
investimento e de operação K=1,2
Q: vazão contínua de bombeamento (m³/s)
▪ Fórmula da ABNT(NB-92/66), para funcionamento descontínuo
O diâmetro econômico é calculado pela expressão:
Em que: D: diâmetro econômico (m); 
T: tempo de funcionamento (h/dia); 
Q: vazão (m³/s).
𝑫𝒓 = 𝟎, 𝟓𝟖𝟔. 𝑻𝟏/𝟒 𝑸
 Diâmetros escolhidos com base em critério econômico →
considera-se as despesas com a tubulação e com os conjuntos
elevatórios
 Análise econômica através do critério do valor presente, com
taxa de desconto de 12% ao ano ou indicada pelo órgão
financiador;
Aspectos econômico-financeiros:
 Diâmetro mais conveniente é aquele que resulta em menor
custo total das instalações.
NPSHd: Net Positive Suction Head – Carga disponível na
instalação para permitir a sucção
NPSHr: Net Positive Suction Head – Carga requerida na
instalação para permitir a sucção - Fornecida pelo fabricante
EXERCÍCIOS