MEMORIAL DE CÁLCULO DE HIDRANTES BLOCO M UNIDADE APUCARANA APUCARANA- PR (1)

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MEMORIAL DE CÁLCULO DE HIDRANTES 
 
 
 
 
BLOCO “M” 
 
UNIDADE APUCARANA – APUCARANA- PR 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
AGOSTO/2014 
 
Ministério da Educação 
Universidade Tecnológica Federal do Paraná 
Unidade Curitiba 
 
 
1 
 
Sumário 
1 DADOS ..................................................................................................................... 2 
2 DETERMINAÇÃO DA CAPACIDADE DO RESERVATÓRIO (NPT 022) ................. 3 
3 CLASSIFICAÇÕES PARA HIDRANTES .................................................................. 3 
3.1 Classificação quanto ao tipo de sistema ............................................................. 3 
3.2 Características do tipo de sistema adotado ........................................................ 4 
3.3 Componentes do sistema adotado ..................................................................... 4 
4 DIMENSIONAMENTO DE HIDRANTES ................................................................... 4 
4.1 Fórmulas e critérios utilizados: ........................................................................... 4 
4.1.1 Vazão mínima:.............................................................................................. 4 
4.2 Equações utilizadas:........................................................................................... 5 
4.2.1 Perdas de Carga – Hazen-Willians (c=100 – FG) ......................................... 5 
4.2.2 Perdas de Carga – Fair-Wiple-Hsiao ............................................................ 5 
4.2.3 Perda de Carga em Mangueiras (D=1.1/2”) .................................................. 5 
4.2.4 Pressão disponível nos esguichos – Pd ....................................................... 5 
4.2.5 Perda de carga na saída de tubos – Pcsaída ............................................... 5 
5 DIMENSIONAMENTO DO HIDRANTE MAIS DESFAVORÁVEL H-01 .................... 6 
5.1 Sucção ( D=2.1/2”) – Qd...................................................................................... 6 
5.2 Recalque ( D=2.1/2”) – Qd ................................................................................. 6 
5.3 Equação das coordenadas da curva para H-01 .................................................. 7 
Equação Geral – HD 02 ......................................................................................... 7 
6 CÁLCULO DA PRESSÃO NO HIDRANTE MAIS FAVORÁVEL ............................... 7 
7 CÁLCULO DO RETORNO PARA TESTES .............................................................. 8 
7.1 Sucção ( D=2.1/2”) ............................................................................................. 8 
7.2 Recalque ( D=2.1/2”) .......................................................................................... 9 
7.3 Recalque ( D=1.1/4”) .......................................................................................... 9 
7.4 Equação das coordenadas do retorno para teste ............................................... 9 
Equação Geral – Retorno para teste .................................................................... 10 
 
8 CONCLUSÕES ...................................................................................................... 10 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2 
 
1 DADOS 
 
Dados da Empresa Contratante: 
Empresa contratante: UTFPR – Universidade Tecnológica Federal do Paraná 
Endereço do local: Avenida Sete de Setembro, 3165, Centro 
Cidade/UF: Curitiba – Paraná, Brasil Fone: (41) 3310-4473 
 
 
Dados do Projeto: 
Obra: UTFPR – Universidade Tecnológica Federal do Paraná 
Endereço do local: Rua Marcílio Dias, 635 
Cidade/UF: Apucarana – Paraná, Brasil 
 
 
Características da Edificação: 
Área total construída: 2.277,96 m² 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3 
 
2 DETERMINAÇÃO DA CAPACIDADE DO RESERVATÓRIO (NPT 022) 
 
V=0,93 X C X A^1/2 
 
V= Volume do Reservatório (m³) 
A= Área de Risco (m²) 
C= Conforme tabela 4- NPT 022 
 
 
Fonte: NPT 22- Sistemas de Hidrantes e Mangotinhos para combate a incêndio. 
 
 
V= 0,93 X 0,38 X (2.277,96)1/2 
 
V= Volume do Reservatório 17 m³ 
 
RTI = V/3 RTI (RESERVA TOTAL DE INCÊNDIO) 
RTI = 17/3 
RTI = 6,00 m³ 
 
3 CLASSIFICAÇÕES PARA HIDRANTES 
 
 3.1 Classificação quanto ao tipo de sistema 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fonte: NPT 22- Sistemas de Hidrantes e Mangotinhos para combate a incêndio. 
 
Conforme tabela acima quanto ao tipo de sistema se classifica em: 
 
E-1 Tipo 2 
 
4 
 
3.2 Características do tipo de sistema adotado 
Fonte: NPT 22- Sistemas de Hidrantes e Mangotinhos para combate a incêndio. 
 
3.3 Componentes do sistema adotado 
 
Fonte: NPT 22- Sistemas de Hidrantes e Mangotinhos para combate a incêndio. 
 
 
4 DIMENSIONAMENTO DE HIDRANTES 
 
 4.1 Fórmulas e critérios utilizados: 
 
 4.1.1 Vazão mínima: 
 
 A vazão mínima de descarga no hidrante mais desfavorável será de 180 l/min, 
sendo portanto, o sistema de proteção contra incêndios dimensionado de forma a 
 
5 
 
proporcionar a vazão requerida pelo risco de incêndio predominante, em dois hidrantes 
em uso simultâneo e em condições mais desfavoráveis – 360 l/min. 
Pressão mínima (na entrada do esguicho) = 30 m.c.a 
 
4.2 Equações utilizadas: 
 
 4.2.1 Perdas de Carga – Hazen-Willians (c=100 – FG) 
 
 J = 0,0012 Q1,85 / D4,87 
 
J6” = 21,816 Q1,85 
J4” = 157,158 Q1,85 
J3” = 637,951 Q1,85 
J2.1/2” = 1.491,24 Q1,85 
J2” = 4.595,703 Q1,85 
 
Onde J=m/m; Q=m3/s e D=m 
 
 4.2.2 Perdas de Carga – Fair-Wiple-Hsiao 
 
 J = (Q / D4,88 x 0,0020)1,879 
 
J2” = 4.501,246 Q1,879 
J1.1/2” = 17.167,625 Q1,879 
J1.1/4” = 39.436,47 Q1,879 
J1” = 132.349,450 Q1,879 
J3/4” = 504.777,04 Q1,879 
 
Onde J=m/m; Q=m3/s e D=m 
 
 4.2.3 Perda de Carga em Mangueiras (D=1.1/2”) 
 
 J = 23.166,67 x Q2 x L 
 
Onde J=m/m; Q=m3/s e D=m 
 
 4.2.4 Pressão disponível nos esguichos – Pd 
 
 Pd = Em conformidade com a curva de funcionamento do esguicho selecionado 
 
 
 4.2.5 Perda de carga na saída de tubos – Pcsaída 
 
 Pcsaída = 0,0826 x Q2 x D-4 
 
Onde Pcsaída=m; Q=m3/s e D=m 
 
 
 
 
 
 
 
 
6 
 
5 DIMENSIONAMENTO DO HIDRANTE MAIS DESFAVORÁVEL H-01 
 
 5.1 Sucção ( D=3”) – Qd 
 
Qtidade Descrição Ceq.(unitária) Ceq.(total) 
01 Flange 0,01 0,01 
01 Luva 0,01 0,01 
02 Braçadeira 0,01 0,02 
01 Cotovelo 90º 3,76 3,76 
01 Adaptador flange 0,05 0,05 
01 Adaptador macho 0,01 0,01 
01 Registro de gaveta 0,50 0,50 
- Tubulação - 1,35 
TOTAL 
5,71m 
 
 
 5.2 Recalque ( D=2.1/2”) – Qd 
 
Qtidade Descrição Ceq.(unitária) Ceq.(total) 
01 Niple duplo 0,01 0,01 
03 T lateral 3,43 10,29 
01 T direto 0,41 0,41 
01 Pressostato 2,00 2,00 
01 Registro de gaveta 0,40 0,40 
01 VRH 17 17 
03 Cotovelo 90º 2,35 7,05 
- Tubulação - 38,225 
TOTAL 
75,385m 
 
 
Pressão disponível – Pd (CAC 1.1/2” – Reunidas) 
 
Pd = 21mca – 150 LPM 
Pd = 30mca – 180 LPM 
Pd = 35mca – 200 LPM 
 
 
Calculo de Qs 
 
O tipo de sistema requerido é o tipo 2 e mangueira 2 
 
Qs=180LPM 
Pd= 30m.c.a 
 
Então Qs= 180LPM 
 
Calculo de Qd 
 
Sendo 2 hidrantes ligados ao mesmo tempo: 
 
7 
 
 
Qd= 360LPM 
 
 5.3 Equação das coordenadas da curva para H-01 
 
Hm = Pcs + Pcr + Pcm + Pd + Dg 
Hm = Altura manométrica (m) 
Pcs = Perda de carga na sucção 
Pcr = Perda de carga no recalque 
Pcm = Perda de carga em mangueira 
Pd = Pressão disponível 
Dg = Desnível geométrico 
 
Perda de carga na mangueira – Pcm 
 
 
Pcm = (23.166,67 x Qs2 x 30) 
Pcm = 6,26 mca 
 
Perda de carga no recalque – Pcr 
 
Pcr = (75,39x 1.491,24 Qd1,85) 
Pcr = 8,72 mca 
 
Perda de carga na sucção – Pcs 
 
Pcs = (5,71 x 1.491,24 Qd1,85) 
Pcs = 0,66 mca 
 
Desnível geométrico – Dg 
 
Dg = -3,23 m 
 
Equação Geral – HD 01 
 
Hm = Pcs + Pcr + Pcm + Pd + Dg 
 
Hm = 0,66 + 8,72 + 6,26 + 30 – 3,23 = 42,40 
 
Qd = 360 LPM = 21,6 m3/h 
 
BOMBA SELECIONADA: 
 
 ‘MARCA: KSBBOMBA = 32-160.1 (3500 rpm) 
ROTOR = 162 mm 
POTÊNCIA =6,5 CV 
 
 
6 CÁLCULO DA PRESSÃO NO HIDRANTE MAIS FAVORÁVEL 
 
 5.2 Recalque ( D=2.1/2”) – Qd 
 
Qtidade Descrição Ceq.(unitária) Ceq.(total) 
01 Niple duplo 0,01 0,01 
 
8 
 
02 TPL 3,43 6,86 
02 TPD 0,41 0,82 
01 Pressostato 2 2 
01 Registro de gaveta 0,40 0,40 
01 VRH 17 17 
03 Cotovelo 90º 2,35 7,05 
- Tubulação - 41,825 
TOTAL 
75,965 m 
 
 
Hm = Pcs + Pcr + Pcm + Pd + Dg 
 
Hm = (L x 1.491,24 Q1,85) + (L x 1.491,24 Q1,85) + (23.166,67 x Q2 x L) + Pd + Dg 
 
Hm =(5,71 x 1.491,24 Qd1,85)+ (75,39 x 1491,24 Q1,85) +(23.166,67 x Qs2 x 30)+Pd +Dg 
 
Hm = 8.514,98 Q1,85 + 112.424,58 Q1,85 + 695.000 Q2 + Pd + (-15,10) 
 
 
Q = 180 LPM (10,8 m³/h) 
 
Hm = 0,18 + 2,44 + 6,26 + 30 – 6,83 
Hm = 32,05 mca 
 
Q = 200 LPM (12,0 m³/h) 
 
Hm = 0,22 + 2,96 + 7,72 + 37,5 – 6,83 
Hm = 41,58 mca 
 
Q = 220 LPM (13,2 m³/h) 
 
Hm = 0,27 + 3,53 + 9,34 + 42,5 – 6,83 
Hm = 48,81 mca 
 
 Conforme verificado na curva de funcionamento da bomba, o hidrante mais 
favorável apresentou as seguintes características de vazão e pressão: 
 
Q = 12,8 m³/h 
Q = 213,33 LPM 
Hm = 44 mca 
 
7 CÁLCULO DO RETORNO PARA TESTES 
 7.1 Sucção ( D=3”) - Qd 
 
Qtidade Descrição Ceq.(unitária) Ceq.(total) 
01 Flanges 0,01 0,01 
01 Cotovelo 90º 3,76 3,76 
01 Adaptador Flange 0,05 0,05 
01 Adaptador Macho 0,01 0,01 
01 Registro de gaveta 0,50 0,50 
01 Luva 0,01 0,01 
 
9 
 
02 Braçadeira 0,01 0,02 
- Tubulação - 1,35 
TOTAL 
5,71m 
 
 
 7.2 Recalque ( D=2.1/2”) - Qd 
 
Qtidade Descrição Ceq.(unitária) Ceq.(total) 
01 Cotovelo 90º 2,35 2,35 
01 VRH 17 17 
01 Registro de Gaveta 0,40 0,40 
01 Pressostato 3 3 
01 Niple duplo 0,01 0,01 
01 T lateral 3,43 3,43 
- Tubulação - 1,80 
TOTAL 26,99 
 
 
 7.3 Recalque ( D=1.1/4”) 
 
Qtidade Descrição J 
(unitária) 
J(total) 
01 Cotovelo 90º 1,17 1,17 
01 Registro de gaveta 0,20 0,20 
- Tubulação - 3,39 
TOTAL 
4,76 m 
 
 
 7.4 Equação das coordenadas do retorno para teste 
 
Hm = Pcs + Pcr + Pc(saída) + Dg 
Hm = Altura manométrica (m) 
Pcs = Perda de carga na sucção 
Pcr = Perda de carga no recalque 
Pcsaída = Perda de carga na saída das tubulações 
Dg = Desnível geométrico 
 
 
Perda de carga na sucção – Pcs 
 
Pcs = (5,71 x 1.491,24 Q1,85) 
 
Perda de carga no recalque (2.1/2”) – Pcr 
 
Pcr = (26,99 x 1.491,24 Q1,85) 
 
Perda de carga no recalque (1.1/4”) – Pcr 
 
Pcr = (4,76 x 39.436,47 Q1,879) 
 
10 
 
 
Perda de carga na saída – Pc(saída) 
 
Pcr = (704.102,84 x Q2) 
 
Desnível geométrico – Dg 
Dg = 1,29 m 
 Equação Geral – Retorno para teste 
 
Hm = Pcs + Pcr (2.1/2”) + Pcsaída + Dg 
 
Hm = (5,71 x 1.491,24 Q1,85) + (26,99 x 1.491,24 Q1,85) + (4,76 x 39.436,47 Q1,879) + 
(704.102,84 x Q2) + 1,29 
 
Para Q = 180 LPM = 10,8 m3/h encontra-se Hm = 35,21 mca 
 
Para Q = 200 LPM = 12 m3/h encontra-se Hm = 44,15 mca 
 
Para Q = 220 LPM = 13,2 m³/h encontra-se Hm = 50,82 mca 
 
 Conforme verificado na curva de funcionamento da bomba, o retorno apresentou 
as seguintes características de vazão e pressão: 
 
Q = 13 m³/h 
Q = 216,67 LPM 
Hm = 44 mca 
 
8 CONCLUSÕES 
 
 Com os cálculos dos sistemas de hidrantes mais favorável, mais desfavorável e 
retorno para testes, lançou-se sobre a curva da moto-bomba escolhida, onde se obteve: 
BOMBA SELECIONADA: 
 
 ‘ MARCA: KSB 
BOMBA = 32-160.1 (3500 rpm) 
ROTOR = 162 mm 
POTÊNCIA =6,5 CV 
 
 
 
 
 
 
 
 
 _________________________________ 
Resp. Técnico 
CIBELE CORNEJO JACINTO- ENGENHEIRA CIVIL 
CREA 130850/D