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- Saneamento I
Definição • Estruturas utilizadas para o recalque de
água na captação, adução, tratamento e distribuição de água.
Elevar a água para uma cota mais alta
4
- Saneamento I
Bomba • A determinação da bomba está sujeita aos
seguintes aspectos técnicos:
- Vazão requerida;
- Recalque desejado;
- Disponibilidade de peças e simplicidade de reparo;
- Economia na instalação e operação.
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- Saneamento I
Localização das bombas quanto ao nível de água • Bomba afogada: quando o nível da água
está localizado a uma cota superior a bomba;
• Bomba não afogada: quando o nível da água está localizado a uma cota inferior a bomba.
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- Saneamento I
Componentes - Tubulações:
Sucção: tubulação que liga o reservatório inferior à bomba;
Barrilete: Conjunto de tubulações que une a saída das bombas a tubulação de recalque.
Recalque: tubulação que liga a bomba a ETA ou a reservatórios superiores;
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- Saneamento I
Componentes - Construção civil
Poço de sucção: Compartimento de onde parte a tubulação que conduz água para a bomba;
Casa de bomba: local destinado a execução do processo de recalque de água. Protege as estruturas de bombas e motores contra vandalismo e intempéries climáticas.
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- Saneamento I
NBR 12214/92 Bombeamento Localização da estação elevatória:
• Locais protegidos contra inundações e enxurradas;
• Estabilidade contra erosão;
• Instalação das bombas junto à tomada de água;
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- Saneamento I
NBR 12214/92 Bombeamento Recomendações:
• Quando a bomba operar afogada, deve ser instalado um registro na tubulação de sucção;
• A tubulação de sucção deve ser a mais curta possível;
• Quando necessário, deve ser previsto sistema de escorva das bombas
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- Saneamento I
Dimensionamento do Poço de sucção • A seção de entrada deve ser maior que 2,5 d e
nunca inferior a 0,50 m;
• A folga entre o fundo do poço e a parte inferior do crivo ou da seção de entrada, deve ser fixada de 1,0 d a 1,5 d, e nunca inferior a 0,20 m;
• A distância mínima entre a tubulação de sucção e qualquer parede lateral do poço deve ser de 1,0d e nunca inferior a 0,30 m;
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- Saneamento I
Dimensionamento de Tubulações Tubulações de Sucção:
• Velocidade máxima: Ver tabela de diâmetros máximos
de recalque da aula de adutoras (NBR 12214)
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- Saneamento I
Dimensionamento de bombas Determinação da potência de funcionamento da bomba
Pot = Potência de funcionamento (W)
Q = Vazão (m³/s);
γ = Peso específico (9800 N/m³)
Hman = Altura manométrica (m);
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manHQPot **
- Saneamento I
Dimensionamento de bombas Determinação da potência absorvida pela bomba
PotB = Potência da bomba (W ou Kw);
Pot = Potência de funcionamento (W ou Kw);
nB = Rendimento da bomba (%);
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B
BPot
Pot
- Saneamento I
Dimensionamento de bombas Determinação da potência absorvida pela bomba
Potm = Potência do motor (W ou Kw);
PotB = Potência da bomba (W ou Kw);
nm = Rendimento do motor (%);
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m
Bm
PotPot
- Saneamento I
Dimensionamento de bombas Para não se trabalhar com sobrecarga no sistema deve-se estipular folga para os motores, deste modo, para cada potência calculada soma-se:
Conversor de unidade: 1 watt = 0,00135961931 cv
1 Kw = 1,35961931 cv
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Motores elétricos Conversão
Até 02 cv 50%
02 a 05 cv 30%
05 a 10 cv 20%
Acima de 10 cv 10%
- Saneamento I
Dimensionamento de bombas Potências comerciais para motores nacionais (em cv):
1/4 – 1/3 – 1/2 – 3/4 – 1
1 ½ – 2 – 3 – 4 – 5 – 7 ½ – 10
12 ½ - 15 – 20 – 25 – 30 – 40 – 50 60 – 75 – 100 – 125
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- Saneamento I
Exercício 1 A cidade de Assaí no estado de Paraná apresenta em sua unidade de captação vazão aproximada de 86L/s. Considerando a temperatura da água de 23ºC estabeleça a potência instalada para funcionamento do motor, após determinação da altura manométrica de 50m. Dados: rendimento da bomba=55% e rendimento do motor=85%.
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- Saneamento I
Dimensionamento de bombas Determinação da altura manométrica
Hman = Altura manométrica;
Hmanr = Altura manométrica de recalque;
Hmans = Altura manométrica de sucção;
28
sr HmanHmanHman
- Saneamento I
Dimensionamento de bombas Determinação da altura man. de recalque
Hmanr = Altura manométrica de recalque (m);
Hgr = Altura geométrica (m);
Jr = Perda de carga unitária no recalque;
LTr = Comprimento total de tubulação por recalque;
Dr = Diâmetro de recalque (m).
29
gD
QLTJHgH
r
rrrmanr
**²
²*8*
4
- Saneamento I
Dimensionamento de bombas Determinação da altura geométrica
30
12 CCHg
Hg = Altura geométrica (m);
C2 = Cota final (m);
C1 = Cota inicial (m).
- Saneamento I
Dimensionamento de bombas Determinação do diâmetro da tubulação
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QXD **3,1 25,0
D = Diâmetro (m);
X = n/24 (fração de horas por dia);
Q = Vazão (m³/s).
- Saneamento I
Dimensionamento de bombas Determinação da velocidade
• Considerar velocidade: 0,5m/s ≤ x ≤ 4,0m/s
32
²
4
D
Q
A
QV
V = Velocidade (m/s)
Q = Vazão (L/s)
A = Área (m²)
D = Diâmetro (m)
- Saneamento I
Dimensionamento de bombas Determinação da altura man. de recalque
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gD
QLTJHgH
r
rrrmanr
**²
²*8*
4
- Saneamento I
Dimensionamento de bombas Determinação da perda de carga unitária
Jr = Perda de carga unitária no recalque;
Fr = Fator de atrito no recalque;
Q = Vazão (m³/s);
Dr = Diâmetro de recalque (m). 34
5*²
²8
r
rr
gD
QfJ
- Saneamento I
Dimensionamento de bombas Determinação do fator de atrito
Fr = Fator de atrito no recalque;
ε = Rugosidade (mm);
Dr = Diâmetro de recalque (mm);
Rer = Número de Reynolds no recalque. 35
3/16
Re
10200001*0055,0
rr
r
Df
- Saneamento I
Dimensionamento de bombas Determinação do número de Reynolds
Rer = Número de Reynolds no recalque;
Q = Vazão (m³/s);
Dr = Diâmetro de recalque (m);
v = Viscosidade da água em certa temperatura (m²/s)x10-6.
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vD
Q
rr
4Re
- Saneamento I
Dimensionamento de bombas Determinação do comprimento total de tubulação de recalque
LTr = Comprimento total da tubulação de recalque (m);
Tr = Comprimento real da tubulação (m);
Lr = Comprimento equivalente das tubulações (m);
40
rrTr LTL
- Saneamento I
Dimensionamento de bombas Determinação da altura man. de recalque
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gD
QLTJHgH
r
rrrmanr
**²
²*8*
4
- Saneamento I
Dimensionamento de bombas Determinação da altura man. de sucção
Hmans = Altura manométrica de sucção;
Hgs = Altura geométrica de sucção;
Js = Perda de carga unitária na sucção;
LTs = Comprimento total de tubulação por sucção;
Ds = Diâmetro de sucção (m).
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gD
QLTJHgH
s
sssmans
**²
²*8*
4
- Saneamento I
Exercício 2 Para atender a demanda de distribuição do sistema de abastecimento da cidade de Nova Olímpia – PR (Q: 32L/s e T: 12h) foi requerido a elaboração de uma unidade para recalque da água. Verificou-se ainda que o reservatório de acumulação encontra-se a uma cota de 462m, enquanto que a bomba utilizada para recalque situa-se a 433m do nível do mar. Com o uso de adutoras em ferro fundido novo determine a altura manométrica necessária para execução do cálculo de potência.
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- Saneamento I
Exercício 2 Dados do exercício: Hmans: 4,3m; Equipamentos utilizados no recalque: 1 válvula de retenção; 1 registro de gaveta; 2 cotovelo de 90º; Tr: 510m.
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- Saneamento I
Cavitação Definição São bolhas de vapor formadas quando a água chega a regiões de maior pressão, havendo liberação de energia que por sua vez é absorvida pelo rotor ou palhetas da bomba.
Como evitar sua formação:
NPSH disponível ≥ NPSH requerido
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- Saneamento I
Cavitação: Dimensionamento da energia disponível para sucção
NPSHd = Energia disponível na instalação para sucção;
Hatm = Pressão atmosférica local (m H20);
Hs = Altura de sucção (m) (Obs: valor negativo em bomba afogada);
Hv = Pressão do vapor em função da temperatura (m H20);
∆Hs = Perda de carga na sucção (m);
Vs = Velocidade do fluído na sucção (m/s).
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6,0
2
²
g
VsHSHvHsHNPSH atmd
- Saneamento I
Exercício 3 Em análise ao sistema elevatório de água da cidade de Bonito-MS foi registrado a formação de cavitação. Comprove por meio da aplicação de cálculos a possibilidade de formação deste processo. Caso o mecanismo calculado evidencie a formação de cavitação aponte possíveis alternativas que seriam aplicáveis para resolução do problema. Dados: Altitude: 500m; Perda de carga: 1,7; Altura na sucção: 3,8 m (bomba não afogada); Q: 90L/s; D: 150 mm; NPSHrequerido: 2,2m.
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Estações
elevatórias
Recalcar a água para cotas superiores
- Saneamento I
Considerações
50
Sucção Recalque
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