Sistemas de Abastecimento de Água

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Sistemas de Abastecimento de Sistemas de Abastecimento de ÁÁgua gua –– ENS5159ENS5159
Prof. Ramon Lucas Dalsasso Dr.Prof. Ramon Lucas Dalsasso Dr.
UFSC
Estações elevatórias 
ComponentesComponentes e e subcomponentessubcomponentes do do sistemasistema de de abastecimentoabastecimento de de ááguagua
NBR 12214/92
ComponentesComponentes de de umauma estaestaççãoão elevatelevatóóriaria
ClassificaClassificaççãoão dasdas bombasbombas
BOMBAS VOLUMÉTRICAS
BOMBAS VOLUMBOMBAS VOLUMÉÉTRICASTRICAS
PrincipaisPrincipais componentescomponentes dasdas bombasbombas centrcentríífugasfugas
BombasBombas centrcentríífugasfugas -- CarcaCarcaççasas
BombasBombas centrcentríífugasfugas -- RotoresRotores
BombasBombas centrcentríífugasfugas -- VedaVedaççãoão
BombasBombas centrcentríífugasfugas
•Grande altura de elevação
•Vazão relativamente pequena
•Grande vazão
•Pequena altura
•Grande vazão
•Altura relativamente pequena
BombasBombas centrcentríífugasfugas
Nq = rotação específica do
rotor (adimensional)
0,063
BombasBombas centrcentríífugasfugas
BombasBombas centrcentríífugasfugas -- InstalaInstalaççãoão
Selo
Tubo de aço
Motor e Bomba sumbersos
Laje de proteção
Bomba Submersível
Localização da bomba em relação ao nível da água
Bombas centrífugas – esquema hidráulico
Curvas características esquemáticas de uma bomba centrífuga
Gráfico para seleção de bombas Worthington. 
EX: Para Q = 100 m3/h e Hm = 35m →→→→ Modelo: 3 CNE 62 / 3450 Modelo: 3 CNE 62 / 3450 Modelo: 3 CNE 62 / 3450 Modelo: 3 CNE 62 / 3450 rpmrpmrpmrpm
3450 rpm
Curva característica de uma bomba centrífuga
fornecida pelo fabricante
Diâmetro do Rotor
279 mm
Rendimento da Bomba (%)
• Ponto ótimo de trabalho ⇒ onde a 
eficiência é máxima
• Faixa de vazão recomendada: 60% a 
120% da equivalente ao ponto ótimo
Curva característica do sistema elevatório
Relações características nas bombas centrífugas
NPSH ( Net Positive Suction Head)
Disponibilidade de energia que faz com que o líquido alcançe as pás do rotor da bomba.
NPSHd (disponível) > característica do sistema
NPSHr (requerido) > característica da bomba
NPSHd > NPSHr
MB
ZZ1
Pa
1
2
Z2
NPSHd = ---------- - Z - ∆Hs
Pa – Pv
γ
Equação para
bomba não afogada
Para bomba afogada temos ( + Z )
na equação acima
Pa = pressão atmosférica (depende da altitude)
Pv = pressão de vapor da água (tabelado em função da temperatura)
γ= peso específico da água
∆Hs = perdas de carga na sucção
Pa = pressão atmosférica
Pa 
γ
= 13,6 [ ----------------------] (mca)
760 – 0,081.h
1000
h = altitude do local (m)
Se h = 0 (nível do mar)
Pa/γ = 10,33 mca
Pv = pressão de vapor da água
T (oC) 10 15 20 25 30 100
Pv/γ (m) 0,13 0,17 0,24 0,32 0,43 10,33
Q
NPSH
requerido
disponível
AA
Qmáx
Folga
Folga para evitar CAVITAÇÃO
e no mínimo em 0,5m.
NPSHd deve superar em 20% o NPSHr
Cavitação em conjuntos elevatórios
Cavitação em conjuntos elevatórios
Ns
s
s
s
Associação de bombas
CurvaCurva dada associaassociaççãoão::
Soma das vazões individuais para
cada altura correspondente
CurvaCurva dada associaassociaççãoão::
Soma das alturas manométricas
individuais para cada vazão
correspondente
Associação de bombas (em paralelo)
Recalque para um reservatório
Curva de sistemas
Recalque para dois reservatórios situados na mesma cota
BOMBAS EM PARALELO BOMBAS EM SÉRIE
Número de bombas em sistemas elevatórios
Projeto de estações elevatórias
Vazão de projeto
Diâmetro da linha de recalque
Diâmetro da linha de sucção
Curva do sistema
Escolha da Bomba
Sequência de dimensionamento
Diâmetro da linha de recalque
Diâmetro econômico
Fórmula de Bresse
(pré-dimensionamento)
Diâmetro
Custo
Custo mínimo
D econômico
Custo total
Custo tubos,
assentamento
Custo bomba,
energia
QKD =
D = diâmetro (m)
Q = Vazão ( m3/s)
K= coeficiente de Bresse (0,9 a 
1,2) função do material, mão de 
obra, energia elétrica, etc
Para tubos de ferro fundido
K = 1,2 resultados aproximados
Após o pré-dimensionamento, fazer estudos
econômicos mais elaborados, como por 
exemplo, estudo de alternativas pelo 
método do valor presente, para escolha 
definitiva do diâmetro e material da 
tubulação.
Diâmetro da linha de sucção NBR 12214/92
Critério prático:
Um diâmetro comercial acima do diâmetro 
de recalque.
Exemplo: Dr = 100 mm
Ds = 150 mm
Mesmo assim deve respeitar os limites de
velocidade da norma
Painel de comando elétrico
Projeto de estações elevatórias
Projeto de estações elevatórias
Projeto de estações elevatórias / alternativas de bombeamento
Componentes de um sistema elevatório
Registro
Válvula de retenção
Motor
Bomba
Redução excêntrica
Válvula de pé com crivo
Poço de sucção
FIM