1. Calcule o comprimento e a perda de Carga
∆P
da instalação hidráulica equivalente de
uma instalação hidráulica, de um sistema aberto, construída com tubo de aço galvanizado novo, conforme desenho a seguir, que deve transportar transport ar uma vazão de água de de Q = 30 m3/h.
DETERMINAR O DIÂMETRO DA TUBULAÇÃO. Na Tabela 01 podemos encontrar o diâmetro de tubulação em função da vazão de água transportada em um sistema aberto
3
Para a vazão Q = 30 m /h é necessário um tubo de Diâmetro Nominal D N = 3” e como não temos informações sobre a pressão do fluido adotaremos a serie Schedule padrão, ou seja, DN 30 SCH40.
“Schedule
é a denominação dada ao resultado arredondado a dezena
calculado pela fórmula:
onde onde SCH = P/S
P é a pressão de trabalho do
tubo e S é a tensão (pressão) correspondente a 60% do limite de
escoamento do material a 20 °C. Portanto para um mesmo diâmetro externo de um tubo de condução, quanto maior o SCH maior a espessura de parede em relação ao seu diâmetro. O Schedule define, portanto, a espessura de parede do tubo de condução, sendo que os valores estabelecidos para cada Schedule (espessura) nos vários diâmetros são tabulados e convencionados nas normas correspondentes. “
DETERMINAR O CUMPRIMENTO EQUIVALENTE DA TUBULAÇÃO (LEQ)
Analisando a tabela abaixo temos:
O calculo do comprimento equivalente será:
O comprimento equivalente da instalação hidráulica é de L EQU = 43,9 m poderia ser resumido da seguinte maneira
CALCULO DA PERDA DE CARGA ∆P Calculo da área de escoamento (área interna da tubulação de DN = 3 ”) A área pode ser determinada na tabela 1
A = 4796 mm 2 = 4796 x 10 -6 m3 DI = 77,93 mm = 0,07793 m
Determinar a velocidade de escoamento do fluido em m/s
V=Q/A -6
3
V = {[(30 m3/h ) / (4.796 x 10 m )]/3.600s} V = 1,73 m/s
DETERMINAR O FATOR DE FRICÇÃO (F) O fator de fricção (f), para tubo de aço galvanizado com DN = 3 , para uma velocidade ”
V = 1,73 m/s pode ser obtido na tabela abaixo:
Por aproximação V = 1,73 m/s = 2,0 m/s Fator de Fricção (f) = 0,025 Fator de Fricção (f)
Por interpolação o fator de Fricção (f) seria 0,02546 Calculando a Perda de Carga ∆P Utilizando-se a expressão pela equação de Darcy-Weissbach;
= Perda de Pressão (m) L = Comprimento Equivalente da Tubulação (43,9 m) D = Diâmetro Interno da Tubulação (0,07793 m) V = Velocidade media do Refrigerante (1,73 m/s) g = Aceleração da gravidade (9,8 m/s2) f = Fator de Fricção (0,02546) P
P
= 0,02546 x
43,9 0,07793
P
= 2,19 m
x
1,732 2x9,81
2. Calcule o modelo da bomba padronizado pelo fabricante (a); a potência do motor (b); e o rendimento da bomba (c).
DADOS Vazão da bomba em m 3/h = 30 m3/h Altura de bombeamento equivalente = 43,9 + 2,19 = 46,09 m
Bomba selecionada KSB 32-160
A bomba KSB 32-160 não atende ao projeto, as bombas que atenderiam ao projeto mais próximo da KSB 32-160 seriam as bombas KSB 32-200 ou a KSB 40-160
Teríamos então os seguintes resultados
Bomba centrifuga KSB 32-200
Rotor 186 mm Potência teórica 14 CV Potencia comercial 15 CV Rendimento estimado de 55%
Bomba centrifuga KSB 40-160
KSB 40-160
Rotor 164 mm Potência teórica 10,6 CV Potencia comercial 15 CV Rendimento estimado de 62%
Tecnicamente podemos afirmar que a bomba centrifuga KSB 40-160 é a mais indicada para o projeto.
Motivos:
Maior rendimento Menor potencia teórica (10,6 CV) Possibilidade desta bomba trabalhar com os motores de 12,5 ou 15 CV Rendimento médio de 62%
