CÁLCULO DE POTÊNCIA DE BOMBA

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CADPROJ DIMENSIONAMENTO DE INCÊNDIO - Passo a Passo 22
Exercício Resolvido
Calcular a potência da bomba de incêndio de uma instalação de
proteção para garantir o suprimento de água para os hidrantes H1 e
H2 , sabendo-se que o risco da edificação é B.
Usar formula de Hazen Willians
Área Construída menor 20.000 m²
Manter um diferencial de pressão menor que 0,5 mca no Ponto ª
Toda a linha tem Ø 63 mm.
Fazer comentários sobre os diâmetros das tubulações com relação
as velocidades produzidas.
CADPROJ DIMENSIONAMENTO DE INCÊNDIO - Passo a Passo 23
1º Passo
Impor no hidrante mais desfavorável a pressão mínima pôr norma para risco B de 15
mca ( Decreto ).
Ø do bocal = 16 mm
Coeficiente de descarga do bocal de 16 mm K=51.597
Para esguicho tronco cônicos ( agulheta ) vale:
Diâmetro
Polegadas
mm
Constante
K
½ “ 13 33.000
5/8 “ 16 51.597
¾ “ 19 74.247
1 “ 25 131.997
ØØ da mangueira 38 mm , comprimento máximo 30 m
( Decreto )
2º Passo
Cálculo da vazão , perdas de carga e pressões no PONTO A
Q = K √√ P Q = Vazão em L/min.
Vamos adotar 15 mca ( decreto )
K = Constante
P = Pressão em mca
Q = 51.597 √ 15
Q = 199,84 L/min Q = 199,84 L/min
CADPROJ DIMENSIONAMENTO DE INCÊNDIO - Passo a Passo 24
Cálculo da perda na mangueira
 1,85
 Q 
J = 10.643 _____________________
1,85 4,87
 C x D
 1,85
 (199,84/60.000)
J = 10.643 _________________________
1,85 4,87
130 (38/1000)
Jm = 0,2814 m/m
Cálculo da perda no tubo de ferro galvanizado H1-A
Lreal = ( 0,9+4,8+0,4+3,9) = 10,0
Lequiv. = 1 Registro de ângulo Aberto = 10,0 +
Lequiv. = 3 Cot. 90º raio curto = 6,0
Lequiv. = 1 Tê de saída lateral = 4,3
 _____________
Ltotal = 30,3 m
 1,85
 (199,84/60.000)
J = 10.643 _________________________
1,85 4,87
 100 (63/1000)
Jt = 0,0389 m/m
J = Perda de carga Unitária em m/m
Q = Vazão em m³/s
D = diâmetro em m
C = 130 Coeficiente da mangueira “ Cm “
Lm = 30 m - Comprimento da mangueira.
Q = 199,84 m³/s
D = 63 mm ou (63/1000) m
C = 100 Coeficiente do Tubo “ Ct “
Lt=30.3 m
Jm = 0,2814 m/m
Jt = 0,0389 m/m
CADPROJ DIMENSIONAMENTO DE INCÊNDIO - Passo a Passo 25
Cálculo da Pressão no ponto A
H1 - PA = Pi + ( Jm x Lm ) + (Jt x Lt ) ¡ Hg
H1 - PA = 15 + ( 0,2814 x 30 ) + (0,0389 x 30,3 ) + 4.8
H1 - PA = 29,42
3º Passo
Impor no hidrante H2 nova pressão buscando equalizar o ponto PA
1º Tentativa
Cálculo da vazão considerando Pi = 18 mca no H2
Q = K √ P Q = Vazão em L/min.
K = Constante
P = Pressão em mca
Q = 51.597 √ 18
Q = 218,90 L/min
Cálculo da perda na mangueira
 1,85
 Q 
J = 10.643 _____________________
1,85 4,87
 C x D
J = Perda de carga Unitária em m/m
Q = Vazão em m³/s
D = diâmetro em m
C = 130 Coeficiente da mangueira “ Cm “
Lm = 30 m - Comprimento da mangueira.
Hg = Desnível do hidrante H1
H1 - PA = 29,42 mca
Q = 218,90 L/min
CADPROJ DIMENSIONAMENTO DE INCÊNDIO - Passo a Passo 26
 1,85
 (218,90/60.000)
J = 10.643 _________________________
1,85 4,87
 130 (38/1000)
Jm = 0,333 m/m
Cálculo da perda no tubo de ferro galvanizado H2-A
Lreal = ( 0,5 + 1,8 ) = 2,3
Lequiv. = 1 Registro de ângulo Aberto = 10,0 +
Lequiv. = 1 Cot. 90º raio curto = 2,0
Lequiv. = 1 Tê de saída lateral = 4,3
 _____________
Ltotal = 18,6 m
 1,85
 (218,90/60.000)
J = 10.643 _________________________
1,85 4,87
100 (63/1000)
Jt = 0,0461 m/m
Q = 199,84 m³/s
D = 63 mm ou (63/1000) m
C = 100 Coeficiente do Tubo “ Ct “
Jm = 0,333 m/m
Jt = 0,0461 m/m
CADPROJ DIMENSIONAMENTO DE INCÊNDIO - Passo a Passo 27
Cálculo da Pressão no ponto PA’
H1 – PA’ = Pi + ( Jm x Lm ) + (Jt x Lt ) ¡ Hg
H1 – PA’ = 18 + ( 0,333 x 30 ) + (0,0461 x 18,6 ) + 1,8
H1 – PA’ = 30,64 mca
Fazendo ( H2 – PA’ ) – ( H1 – PA )
PA’ – PA = 30,64 – 29,42
PA’ – PA = 1,22 mca > 0.5 mca ⇒⇒ NÃO ATENDE
2º Tentativa
Cálculo da vazão considerando Pi = 17 mca no H2
Q = K √ P Q = Vazão em L/min.
K = Constante
P = Pressão em mca
Q = 51.597 √ 17
Q = 212,74 L/min
Hg = Desnível do hidrante H1
H2 – PA’ = 30,64 mca
Adotar uma pressão Pi ( Pressão inicial ) menor
Q = 212,74 L/min
CADPROJ DIMENSIONAMENTO DE INCÊNDIO - Passo a Passo 28
Cálculo da perda na mangueira
 1,85
 Q 
J = 10.643 _____________________
1,85 4,87
 C x D
 1,85
 ( 212,74 /60.000 )
J = 10.643 _________________________
1,85 4,87
 130 (38/1000)
Jm = 0,3159 m/m
Cálculo da perda no tubo de ferro galvanizado H2-A
Lreal = ( 0,5 + 1,8 ) = 2,3
Lequiv. = 1 Registro de ângulo Aberto = 10,0 +
Lequiv. = 1 Cot. 90º raio curto = 2,0
Lequiv. = 1 Tê de saída lateral = 4,3
 _____________
Ltotal = 18,6 m
 1,85
 (218,90/60.000)
J = 10.643 _________________________
1,85 4,87
100 (63/1000)
Jt = 0,0437 m/m 
J = Perda de carga Unitária em m/m
Q = Vazão em m³/s
D = diâmetro em m
C = 130 Coeficiente da mangueira “ Cm “
Lm = 30 m - Comprimento da mangueira.
Q = ( 199,84 / 60000 ) m³/s
D = 63 mm ou (63/1000) m
C = 100 Coeficiente do Tubo “ Ct “
Jm = 0,3159 m/m
Jt = 0,0437 m/m
CADPROJ DIMENSIONAMENTO DE INCÊNDIO - Passo a Passo 29
Cálculo da Pressão no ponto PA’
H1 – PA’ = Pi + ( Jm x Lm ) + (Jt x Lt ) ¡ Hg
H1 – PA’ = 17 + ( 0,3159 x 30 ) + (0,0437 x 18,6 ) + 1,8
H1 – PA’ = 29,09
Fazendo ( H1 – PA ) – ( H2 – PA’ )
PA – PA’ = 29.42 – 29,09
PA – PA’ = 0,33 mca < 0.5 mca ⇒⇒ ATENDE
Vale lembrar que o ideal é fazer ≠≠ igual a zero
Hg = Desnível do hidrante H1
H2 – PA’ = 29,09 mca
Logo atende a norma do Corpo de Bombeiros de São Paulo
PA – PA’ = 0,33 mca
CADPROJ DIMENSIONAMENTO DE INCÊNDIO - Passo a Passo 30
4º Passo
Cálculo de PA até a saída da bomba.
H1 – PA = 199,84 L/min
H2 – PA = 212,74 L/min
________________________
PA – SB = 412,58 L/min
 1,85
 (412,58/60.000)
J = 10.643 _________________________
1,85 4,87
100 (63/1000)
Jt = 0,1490 m/m
Cálculo da perda no tubo de ferro galvanizado de PA até a Bomba
Lreal = ( 37 + 5,9 + 8,0 +1 + 1 ) = 52,9
Lequiv. = 1 Registro de ângulo Aberto = 10,0 +
Lequiv. = 1 Cot. 90º raio curto = 2,0
Lequiv. = 1 Tê de saída lateral = 4,3
 _____________
Ltotal = 68,0 m
Q = ( 412,58/60000 ) L/min
D = 63 mm ou (63/1000) m
C = 100 Coeficiente do Tubo “ Ct “
Jt = 0,1490 m/m
CADPROJ DIMENSIONAMENTO DE INCÊNDIO - Passo a Passo 31
Psc – EB = 0,685 mca
HMS = 0,685 mca
Cálculo da pressão na saída da bomba. ( Altura manométrica de
Recalque )
PA – SB = H1-PA + ( Jt x Lt )
PA – SB = 29.42 + ( 0,1490 x 68,0 )
PA – SB = 39,55 mca
Cálculo do trecho da saída da bomba ( SB ) até a entrada na bomba (
EB )
Lreal = ( 1 ) = 1,0
Lequiv. = 1 Registro de gaveta Aberto = 0,4 +
Lequiv. = 1 Entrada de borda = 1,9
Lequiv. = 1 Tê de pass. Direta = 1,3
 _____________
Ltotal = 4,6 m
Cálculo da pressão na entrada da bomba ( EB )
Psc – EB = hg - ∆hs 
Psc – EB = hg – ( Jtubo bomba x Lt SB-EB )
Psc – EB = 1 – ( 0,1490 x 4,6 )
Psc – EB = 0,685 mca
ou
PA – SB = 39,55 mca
hg ⇒⇒ Altura estática da bomba até a caixa
∆∆hs ⇒⇒ Perdas na sucção.
CADPROJ DIMENSIONAMENTO DE INCÊNDIO - Passo a Passo 32
Logo
Psc – PEB = (PA–SB) – ( Psc–EB )
Psc – PEB =39,55 – 0,685
Psc – PEB = 38,87 ⇒⇒
HMT = HMR – HMS
HMT = 38,87 ⇒ Logo a bomba esta AFOGADA
5º Passo
Cálculo da potência do conjunto Moto – Bomba
γ = 1000 kgf/m³
Q = ( 412.58 /60000 ) m³/s .
HMT = HMR – HMS ( Bomba Afogada )
η = Rendimento global 50 %
75 = Fator de transformação
Psc – PEB = 38,87
HMT = 38,87 ⇒ AFOGADA
Para motores elétricos devemos considerar
os seguintes acréscimos
50% para motores de até 2 C.V.
30% para motores de até 2 a 5 C.V.
20% para motores de até 5 a 10 C.V.
15% para motores de até 10 a 20 C.V.
 5% para motores acima de 20 C.V.
CADPROJ DIMENSIONAMENTO DE INCÊNDIO - Passo a Passo 33
γγ x Q x HMT 1000 x 0.00687 x ( 39.55 – 0.685 )
PBHP = ------------------------------ = -------------------------------------------------
 75 x ηη 75 x 0.50
PBHP = 7,0 HP
Pela tabela da página anterior motores entre 5 e 10 C.V devemos acrescentar 20 %
PBHP = 7,0 HP x 1,20 
6º Passo
Cálculo da Reserva de Incêndio RTI
RI = T x Q Pelo decreto 38069
Risco B T= 30 min
RI = 30 x 412,58
RI = 12377,40 l ( Litros ) ou RI = 12,3774 m³
PBHP = 8,5 HP
PBHP = 7,0 HP
RI = 12377,40 l ( Litros ) ou RI = 12,3774 m³
CADPROJ DIMENSIONAMENTO DE INCÊNDIO - Passo a Passo 34
7º Passo
Comentários sobre as velocidades na Tubulação
Aplicando-se a equação da continuidade
Q = V x A 
 Q = Vazão ( em m³/s )
Q = ( 412,58/60000 ) A= Área da seção
Q = 0,00687 m³/s V = Volume
 π x D² 3,14 x ( 63/ 1000 )²
A = ------------ = --------------------------- =
4 4
A = 0,00311 m²
Q
V = ----------- =
A
0,00687 m³/s
V = -------------------------
0,00311 m²
V = 2,2 m/s
V = 2,2 m/s
A = 0,00311 m²
CONCLUSÃO : A velocidade na tubulação esta dentro dos
parâmetros de segurança < 5 m/s