3 centrais de bombagem para serviço de incendio(nt 15)

SEMINRIO SOBRE SEGURANA CONTRA INCNDIO EM EDIFCIOS

EXTINO POR GUA E POR AGENTES GASOSOS

NOTAS TCNICAS DA ANPC 13 A 17

Jos Azeredo

CENTRAIS DE BOMBAGEM PARA O SERVIO DE INCNDIO

NOTA TCNICA N 15




Jos Azeredo

Referncias > Regulamento Tcnico de SCIE (Portaria n. 1532/2008, de 29 dezembro) EN 12845 Fixed firefighting systems Automatic sprinkler systems Design, installation and maintenance > NFPA 20 Standard for the Installation of Stationary Pumps for Fire Protection

1 Introduo Qualquer central de bombagem de servio de incndio (CBSI) exige para alimentao de gua, segundo o estabelecido no RT-SCIE, o recurso a uma fonte do tipo reservatrio.

Os equipamentos a instalar devero ser construdos, instalados e mantidos em conformidade com a Norma Europeia 12845 Os equipamentos a instalar devero ser construdos, instalados e mantidos em conformidade com a Norma Europeia 12845 ou NFPA 20, sem prejuzo do disposto nas restantes disposies desta nota tcnica.




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3 Caractersticas construtivas e de montagem 3.1 Compartimentos para grupos de bombagem Classificam-se os compartimentos destinados instalao de centrais de bombagem do servio de incndios como locais de risco F, devendo, como tal, ser devidamente isolados e protegidos. Os compartimentos para Grupos de Bombagem de proteo contra incndio devem possuir as seguintes caractersticas: a) Ser exclusivos para a proteo contra incndio, admitindo-se que possam conter centrais de bombagem, em que o fluido de operao a gua, para outras instalaes hidrulicas do edifcio, com separao fsica; b) Possuir proteo por sprinklers, com um posto de controlo simplificado, de acordo com a NT 16. Se alimentar um sistema automtico de extino por sprinklers do edifcio, essa proteo deve ser feita atravs desse sistema;




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c) Possuir temperatura ambiente superior a 4C, quando constitudo por eletrobomba, e superior a 10C, quando existirem motobombas; d ) Possuir ventilao adequada, de acordo com as recomendaes do fabricante; e) Possuir drenagem de guas residuais, conforme estabelecido nos artigos 186. a 189. do RT -SCIE.




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3.2 Caractersticas gerais O corpo das bombas (principal e de reserva) deve ser construdo em ferro fundido ou, pelo menos, em metal de caractersticas equivalentes e os elementos que estiverem submetidos a desgaste e, simultaneamente, estiverem em contacto direto com a gua, devem ser construdos em bronze, ao inoxidvel de fundio ou, pelo menos, em metal com caractersticas equivalentes. Para efeitos de trabalhos de inspeo, manuteno e reparao, o acoplamento entre a bomba e o motor tem de permitir a desmontagem do conjunto rotrico sem desmontar o motor e a tubagem de aspirao e descarga. As caractersticas construtivas devem ainda ser definidas em conformidade com o fluido de operao (por exemplo, gua do mar, gua salobra, gua dura, etc.).




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3.3 Vlvulas Deve ser instalada uma vlvula de seccionamento na tubagem de aspirao e uma vlvula de reteno e uma de seccionamento na tubagem de descarga. Eventuais redues na aspirao devem ser do tipo excntrico com a parte superior em plano horizontal. A parte inferior deve ter um ngulo no superior a 20 e o seu comprimento no deve ser inferior a duas vezes o dimetro da tubagem de aspirao. Uma reduo na descarga deve ser do tipo concntrico, abrindo no sentido do fluxo com um ngulo no superior a 20. As vlvulas no devem ser instaladas diretamente na flange da bomba, mas sempre no dimetro superior do cone.




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. Deve ser instalada uma vlvula de alvio no cone de descarga, entre a flange da bomba e a vlvula antiretorno, de modo a evitar o sobreaquecimento da bomba quando esta funciona com a vlvula de descarga fechada. O tubo de descarga da vlvula deve ser nico por bomba e estar visvel, devendo permitir a verificao da temperatura da gua. Para o funcionamento da instalao, as vlvulas devem ser seladas na sua posio de operao.




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3.5 Tubagem de aspirao A tubagem de aspirao, incluindo vlvulas e acessrios, deve ser dimensionada de forma a garantir que o NPSH disponvel entrada da bomba supera o NPSH requerido, no mnimo, em um (1) metro, nas condies de caudal mximo e de temperatura mxima da gua. a) Em aspirao positiva: i) O dimetro da tubagem de aspirao deve ser pelo menos 65 mm; ii) O dimetro da tubagem deve ser tal que a velocidade no exceda 1,8 m/s nas condies de caudal mximo; iii) Utilizar placa inibidora de vrtice devidamente dimensionada ou outro tipo de inibidores de vrtice. b) Em aspirao negativa: i) A tubagem de aspirao deve ser ou horizontal ou com uma pequena inclinao, subindo no sentido da bomba, por forma a evitar a criao de bolhas de ar no seu interior; ii) Deve ser utilizada uma vlvula de p com reteno; iii) O dimetro da tubagem de aspirao deve ser pelo menos 80 mm.




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3.6 Ferragem das bombas As bombas em aspirao negativa devem possuir um sistema de ferragem (escorva) automtico, no troo de descarga da bomba, independente para cada uma delas. Tal sistema constar de um reservatrio, localizado a uma cota superior bomba, ligado em declive descarga da bomba, a montante da vlvula de reteno desta, mantendo o sistema (bomba, tubagem e reservatrio) permanentemente em carga. Esta ligao efetuada atravs de tubagem de, no mnimo, 50 mm de dimetro e dotada de vlvula de corte e vlvula antiretorno, impedindo o fluxo no sentido do reservatrio. A reposio de gua neste reservatrio pode ser efetuada atravs da rede geral ou atravs do sistema de descarga da bomba A capacidade deste depsito deve ser, no mnimo, de 500 l.




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3.7 Circuito de teste O circuito de teste deve permitir o ensaio individual de cada bomba, garantindo em simultneo o abastecimento contnuo da rede de incndios. Para tal, deve ser usado um T de derivao entre as vlvulas de reteno e seccionamento de cada bomba principal que permita a ligao individual ao circuito de teste. A descarga deve efetuar-se para o dreno ou para um retorno fonte abastecedora. Neste ltimo caso deve efetuar -se num ponto que no afete as condies de aspirao.




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O caudalmetro deve estar situado entre duas vlvulas de seccionamento prprias e a distncias aconselhadas pelo fornecedor. A vlvula de seccionamento para controlo do fluxo deve permitir atravs do seu fecho a diminuio gradual do mesmo, sendo recomendada para este efeito uma vlvula de cunha ou vlvula de borboleta com caixa desmultiplicadora.




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4 Dimensionamento das bombas principais As bombas devem ser dimensionadas para garantir as condies de presso e caudal necessrias ao abastecimento simultneo das instalaes servidas pela CBSI, para o cenrio de incndio mais gravoso, que ocorra num nico compartimento de fogo. A determinao do caudal nominal (Qn) faz -se pela seguinte expresso: Qn = Q + QH + QS + QC + QK em que: Q = Q1 (se apenas existirem redes de 1. interveno) ou Q = Q2 (se existirem redes de 1. interveno e redes de 2. interveno) Q1 Caudal de alimentao das redes de 1. interveno Q2 Caudal de alimentao das redes de 2. interveno QH Caudal de alimentao dos hidrantes QS Caudal de alimentao das redes de sprinklers QC Caudal de alimentao das cortinas de gua QK Somatrio dos caudais de outros consumidores no previstos na legislao, em litros/minuto




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Os caudais de alimentao das redes de incndio so calculados pelas seguintes expresses: Q1 (l/min.) = n1 1,5 l/s 60 (n. 1 do artigo 167.) Q2 (l/min.) = n2 4 l/s 60 (n. 3 do artigo 171.) QH (l/min.) = nH 20 l/s 60 (n. 8 do artigo 12.) QS (l/min.) = qs As (Quadro XXX VII da alnea a) do n. 3 do artigo 174. ou, em alternativa, as densidades de descarga e as reas de operao consideradas por outros referenciais normativos, de acordo com a NT n. 16, desde que superiores s estabelecidas no referido quadro) QC (l/min.) = Ac 10 l/min. m2 (alnea a) do artigo 179.) Os consumos atribudos no Regulamento Tcnico de SCIE aos meios de combate a incndio devero ser ajustados em funo dos fatores de escoamento dos equipamentos selecionados.




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sendo, n1 Nmero de carretis a alimentar na rede de 1. interveno, considerando metade deles em funcionamento num mximo de quatro n2 Nmero de bocas de incndio a alimentar na rede de 2. interveno, considerando metade delas em funcionamento num mximo de quatro nH Nmero de hidrantes a alimentar na rede de hidrantes, considerando no mximo dois qs Densidade de descarga do sistema de sprinklers, variando com o local de risco a proteger, em l/min.m2 As rea de operao dos sprinklers, variando com o local de risco a proteger, em m2 Ac Somatrio das reas dos vos a irrigar pelas cortinas de gua, apenas num compartimento de fogo, em m2




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a) Para bombas com curva caracterstica de potncia no -sobrecarregada, a potncia mxima requerida no pico da curva de potncia;

As bombas devem ser acionadas por motor eltrico ou diesel, que seja capaz de fornecer no mnimo a potncia requerida para cumprir com as condies seguintes:




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b) Para bombas com curva caracterstica de potncia crescente, a potncia mxima para qualquer das condies de carga da bomba desde o caudal zero at ao caudal correspondente a um NPSH requerido da bomba igual a 16 m ou altura esttica mxima de aspirao mais 11 m, considerando o valor maior.




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Sempre que exista mais do que uma bomba principal, as bombas devem poder funcionar em paralelo em qualquer ponto de caudal e ter curvas caractersticas compatveis. No caso de serem instaladas duas bombas principais, cada uma delas deve poder fornecer o caudal total de clculo presso exigida. No caso de serem instaladas trs bombas, admite -se que cada uma possa garantir apenas metade daquele caudal presso exigida.




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5 Caractersticas dos motores diesel O sistema de arrefecimento dos motores diesel pode ser um dos seguintes, conforme especificado na seco 10. da EN 12845: a) Arrefecimento por gua alimentada diretamente da bomba; b) Arrefecimento por gua alimentada diretamente da bomba atravs de um permutador de calor; c) Radiador; d ) Arrefecimento direto por ar atravs de ventiladores. A motobomba deve estar em pleno regime 15 s aps o incio da sequncia de arranque. Os motores devem poder funcionar em pleno regime durante 6 horas, tempo para o qual deve ser dimensionada a capacidade do depsito de combustvel da motobomba. Cada motobomba deve possuir um depsito de combustvel individual.




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6 Alimentao de energia e quadros eltricos

6.2 Componentes principais do quadro da bomba principal/reserva por acionamento diesel O quadro dever possuir os seguintes componentes: a) Comutador geral de entrada; b) Fusveis de proteo; c) Rels de arranque do motor diesel; d ) Conta -rotaes; e) Seletor de trs posies: manual desligado automtico; f ) Sirene dos alarmes; g) Botoneira de arranque manual por bateria; h) Botoneira de paragem de emergncia; i) Botoneira de arranque de emergncia protegida; j) Voltmetro, ampermetro e taqumetro; k) Manmetro de presso de leo de lubrificao e respetivo indicador de temperatura; l ) Comutador de baterias; m) Teste de lmpadas/leds; n) Botoneira silenciadora do alarme acstico.




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O quadro deve possuir os seguintes componentes: a) Interruptor de corte geral; b) Contactores de arranque; c) Fusveis de alto poder de corte; d) Interruptor de arranque manual; e) Indicadores de presena das trs fases; f) Ampermetro com capacidade para indicar o consumo do motor da bomba principal; g) Voltmetro permitindo avaliar a tenso entre fases e entre fase e neutro; h) Unidade de controlo e gesto de funcionamento; i) Seletor de trs posies: manual desligado automtico; j) Sirene dos alarmes; k ) Botoneira de paragem de emergncia; l) Botoneira de arranque de emergncia; m) Teste de lmpadas/leds; n) Botoneira silenciadora do alarme acstico. o) Bateria de back-up

6.3 Componentes principais do quadro da bomba principal/reserva por acionamento eltrico




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6.4 Componentes principais do quadro da bomba jockey O quadro deve possuir os seguintes componentes: a) Interruptor de corte geral; b) Contactores de arranque; c) Rel trmico para bomba jockey; d) Indicadores de presena de tenso da rede; e) Seletor de trs posies: manual desligado automtico; Este quadro pode estar incorporado no quadro de uma das bombas principais por acionamento eltrico.




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No quadro deve existir a seguinte sinalizao ptico -acstica conforme o anexo I da EN 12845: a) Seletor em No Automtico 1); b) Falha de arranque aps 6 tentativas 1); c) Bomba em servio 1) 2); d ) Alarme de avaria no quadro 1); e) Presena de tenso na rede (corrente alterna) 2); f ) Presena de tenso nos carregadores (corrente contnua) 2); g) Bateria A avaria 2); h) Bateria B avaria 2); i) Arranque sobre as baterias 2); j) Alarme de falta de tenso 1); k) Ordem de arranque 2); l ) Baixa presso de leo 2); m) Temperatura elevada 2); n) Baixo nvel do combustvel 2); o) Sobre velocidade 2); p) Baixo nvel de gua do reservatrio da reserva de gua privativa do servio de incndio 2); q) Baixo nvel de gua do depsito de ferragem 2), se aplicvel. 1 ) Sinalizao que deve ser tambm transmitida distncia (posto de segurana) 2 ) Apenas sinalizao tica.

6. 5 Sinalizao tico acstica do quadro da bomba principal/reserva por acionamento diesel




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No quadro deve existir a seguinte sinalizao tico acstica conforme o anexo i da EN 12845: a) Presena de tenso nas trs fases 1) 2); b) Ordem de arranque na bomba principal 1) 2); c) Bomba principal em servio 1) 2); d ) Falha no arranque da bomba principal 1); e) Seletor em No Automtico 1); f ) Baixo nvel de gua do reservatrio da reserva de gua privativa para servio de incndio 2); g) Baixo nvel de gua do depsito de ferragem 2), se aplicvel; h) Alarme de avaria no quadro 2); i) Falta de tenso 1). 1 ) Sinalizao que deve ser tambm transmitida distncia (posto de segurana) 2 ) Apenas sinalizao tica.

6.6 Sinalizao tico acstica do quadro da bomba principal/reserva por acionamento eltrico




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6.7 Sinalizao tico acstica do quadro da bomba jockey a) Presena de tenso nas trs fases 2); b) Bomba jockey em servio 2); c) Disparo do rel trmico. Este quadro pode estar incorporado no quadro de uma das bombas principais por acionamento eltrico 2 ) Apenas sinalizao tica




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6.8 Outros aspetos da sinalizao Caso existam sinalizadores com lmpadas incandescentes, estas devem ser em filamento duplo. Todos os alarmes devem ser acsticos e ticos em paralelo. Os painis frontais dos quadros das bombas devem ainda conter no exterior a seguinte frase: SI ALIMENTAO DO MOTOR DA BOMBA NO DESLIGAR EM CASO DE INCNDIO




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10 Manuteno da Central de Bombagem para Servio de Incndio As aes de manuteno mnimas a realizar periodicamente numa central de bombagem para servio de incndio so as que se indicam no Quadro I.

Quadro I

Pro

ced

imen

to

Perio

dic

ida

de

ArranqueReduzir a presso da gua na descarga das bombas de forma a simular o

arranque automtico das mesmas

Indicadores de

Presso

Verificar se os indicadores de presso esto a funcionar correctamente e

registar os valores medidos

Indicadores dos

Nveis de

Fornecimento de

gua

Verificar se os indicadores dos nveis de fornecimento de gua esto a

funcionar correctamente

Vlvulas de

SeccionamentoVerificar se as vlvulas de seccionamento esto na posio correcta

Vlvulas de AlvioVerificar se as vlvulas de alvio esto a funcionar correctamente

(bomba a funcionar contra vlvula fechada)

Combustvel e Nvel

de leo

Verificar o nvel de combustvel e de leo de lubrificao dos motores

diesel e repor se necessrio

Presso de

ArranqueVerificar e registar a presso de arranque das bombas

leo das

Motobombas

Verificar a presso do leo das motobombas e visualizar o fluxo de gua

de arrefecimento do circuito aberto de refrigerao

Componente Descrio

Insp

ec

o (

po

r p

ess

oa

co

mp

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Sem

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al

Arra

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s




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Pro

ced

imen

to

Perio

dic

ida

de

Colocar os motores elctricos em funcionamento durante o tempo

recomendado pelo fabricante

Registar o nmero de arranques da bomba jockey, se existir o contador

de arranques

Colocar os motores diesel em funcionamento durante 20 minutos ou

durante o tempo recomendado pelo fabricante. Parar o motor e lig-lo

novamente accionando o boto de arranque manual

Verificar o nvel de gua do circuito primrio do circuito fechado de

refrigerao

Verificar os valores da presso do leo, da temperatura do motor e do

caudal de fluido refrigerante

Verificar se no existem fugas de leo, combustvel, fluido refrigerante e

gases de escape

Registar o valor do conta-horas de funcionamento da bomba

Verificar o nvel e a densidade do electrlito das baterias. Se necessrio

substituir as baterias

Inspeccionar visualmente a bomba de um modo geral

Verificar os manmetros de presso e se esto a funcionar

correctamente

Verificar os rolamentos e respectivas temperaturas de funcionamento

Verificar a estanqueidade das juntas de vedao do bucim de empanque

e respectivo arrefecimento

Verificar a massa ou leo lubrificante dos rolamentos

Verificar a temperatura dos rolamentos

Verificar o alinhamento lateral com o rotor da bomba

Substituir o leo da caixa de transmisso

Verificar o alinhamento e tolerncias

Verificar a massa lubrificante

Componente Descrio

Insp

ec

o (

po

r p

ess

oa

co

mp

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nte

)

Sem

an

al

Motores Elctricos

Motores Diesel

Baterias

Ma

nu

ten

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An

ua

l

Bomba

Caixa de Transmisso

Acoplamento




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Pro

ced

imen

to

Perio

dic

ida

de

Verificar se a velocidade nominal a correcta

Verificar consolas e tubos

Limpar os filtros de ar e substituir se necessrio

Verificar os elementos de ligao, nomeadamente parafusos, porcas e

outras conexes

Verificar se a turbina est a funcionar correctamente e substituir se

necessrio (quando) aplicvel)

Verificar o isolamento do sistema de escape

Verificar o sistema de ventilao (quando aplicvel)

Verificar o filtro da gua de arrefecimento do permutador (quando

aplicvel)

Verificar o nvel do lquido refrigerante

Verificar o circuito de arrefecimento do permutador (quando aplicvel)

Verificar tubos, juntas de vedao e grampos

Verificar o estado das correias trapezoidais (quando aplicvel)

Ajustar o termstato pr-aquecedor da gua de arrefecimento (quando

aplicvel)

3 A

no

s

Verificar se as vlvulas de reteno funcionam correctamente e

substituir, se necessrio

Componente Descrio

Ma

nu

ten

o

An

ua

l

Sistema de Arrefecimento

Vlvulas de Reteno

Ma

nu

ten

o

An

ua

l

Motor Diesel




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11 Terminologia O NPSH definido anteriormente tem a seguinte metodologia de clculo: a) NPSH NPSH=(Ho-h-hs-R)-Hv Onde: Ho=Presso atmosfrica local,em metros (mca) (tabela 1); h=Altura de suco, em metros (mca) (dado da instalao); hs = Perdas de carga no escoamento pela tubulao de suco, em metros(mca); R = Perdas de carga no escoamento interno da bomba, em metros (mca) (dados do fabricante); Hv = Presso de vapor do fludo escoado, em metros(mca) (tabela 2). Ho - Hv > hs + h + R




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b) NPSH DA BOMBA E NPSH DA INSTALAO Ho - Hv - h - hs = NPSHd (disponvel), que uma caracterstica da instalao hidrulica R = NPSHr (requerido), que uma caracterstica da bomba NPSHd > NPSHr




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c) EXEMPLO DE CLCULO Suponhamos que uma bomba de modelo hipottico Ex.1 seja colocada para operar com 35 mca de P (Presso manomtrica total) , Q (caudal nominal da bomba) de 32,5 m3 /h, altura de suco de 2,5 metros e perda por atrito na suco de 1,6 mca. A altura em relao ao nvel do mar onde a mesma ser instalada de aproximadamente 600 metros, e a temperatura da gua de 30C, verificaremos:

VERIFICAO DO NPSHr: Conforme curva caracterstica do exemplo citado, para os dados de altura (mca) e vazo (m/h) indicados, o NPSHr da bomba 4,75 mca, confira a seguir.




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CLCULO DO NPSHd: Sabendo-se que: NPSHd = Ho - Hv - h - hs Onde: Ho = 9,58 (tabela 1) Hv = 0,433 (tabela 2) h = 2,5 metros (altura suco) hs = 1,60 metros (perda calculada para o atrito na suco) Temos que: NPSHd = 9,58 - 0,433 - 2,5 - 1,60 NPSHd = 5,04 mca Analisando-se a curva caracterstica abaixo, temos um NPSHr de 4,95 mca.




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Portanto: 5,04 > 4,95 Ento NPSHd > NPSHr A bomba nestas condies funcionar normalmente, porm, deve-se evitar:

Aumento do caudal; Aumento do nvel dinmico da captao; Aumento da temperatura da gua.

Havendo alterao destas variveis, o NPSHd poder igualar-se ou adquirir valores inferiores ao NPSHr , ocorrendo assim a cavitao.




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OBRIGADO

Jos Azeredo Fire Fighting Specialist BOMBAS GRUNDFOS PORTUGAL SA [email protected]

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