CENTRO DE TREINAMENTO TREINAME NTO DANCOR DANCOR MÓDULO MÓD ULO I BOM BOMBAS BAS
DANCOR S.A INDÚSTRIA MECÂNICA Professor: José Luiz Fev/2012
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CENTRO DE TREINAMENTO DANCOR 1 BOMBAS D’ÁGUA MÁQUINAS DE FLUXO: 1.1 DEFINIÇÃO Máquinas de uxo são aquelas que o escoamento ui connuamente e operam transformações de energias do po mecânica em cinéca e de pressão. 1.2 FUNCIONAMENTO O conjunto girante se movimentando faz com que o rotor “puxe” o líquido, que geralmente está num depósito conhecido como cisterna ou reservatório inferior, para a entrada da bomba, mais conhecida como sucção, através de tubos e conexões. Ao chegar no rotor, o líquido é jogado pelo rotor nas paredes internas da carcaça, onde ele é pressionado para saída da bomba, chamada de descarga, elevação ou recalque. A parr da saída o líquido pressionado é conduzido a outro depósito chamado de caixa d’água ou reservatório superior.
Instalação Residencial: Abastecimento de Residências
BOMBAS CENTRÍFUGAS: 1.3 COMPOSIÇÃO 1.3.1 Parte xa: carcaça, intermediária, venturi, difusor, etc. 1.3.2 Parte móvel: rotor, eixo, acoplamento, etc. 1.4 PERFORMANCE Podemos resumir dizendo que performance de uma bomba, é o número de litros por hora que a bomba fornece, altura de coluna de água que a bomba eleva, e eciência que ela possui. 1.4.1 Vazão: O volume do líquido bombeado pela bomba em um segundo. Q= VOLUME (m³)
Unidades: m³; L/h; GPM
TEMPO (s) Relações Importantes: 1,0m³/h = 1.000 L/h | 1,0m³/h = 4,4 GPM
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TABELA 01: SELEÇÃO DO TUBO PELA VAZÃO PERCENTUAL DE PERDA DE 10% BITOLA DP TUBO POLEGADAS (‘‘) ¾ (25mm) 1 (32mm) 1¼ (40mm) 1½ (50mm) 2 (60mm) 2½ (75mm) 3 (85mm)
VAZÃO m³/h 0 a 1000 1000 a 2000 2000 a 4000 4000 a 8000 8000 a 15000 15000 a 30000 30000 a 60000
Obs: Vericar na tabela anexada o valor certo do percentual. 1.4.2 Altura manométrica: • Bomba: Fornece energia de pressão ao líquido bombeado • Instalação: altura estáca + altura dinâmica • Altura Manométrica de Sucção (AMS): - É representada pela soma do desnível de sucção, mais a perda de carga nos tubos e conexões. - Sucção pode ser negava ou posiva (bomba afogada). • Altura Manométrica de Recalque (AMT): - É representada pela soma do desnível do recalque, mais a perda de carga nos tubos e conexões. • Altura Manométrica Total (AMT): AMT= AMS + AMR 1.4.3 Energia de Pressão: P = FORÇA → (N) ÁREA (m�)
Unidades: kgf/cm� (Bar); m.c.a.; lib/pol� (PSI); Atm; mmHg; etc. Relações Importantes: 1,0kgf/cm� = 10 m.c.a. = 14,22 lib/pol� = 100 kPa
• Pressão de uma coluna de água:
Va
Pa
Vb
Pb
Vc
H
Pc
P = δ x H (m.c.a.) Experiência 1 a) Va < Vb < Vc
b) Pa = Pb = Pc
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Experiência 2 Pressão Estáca e Pressão Dinâmica: a)
2m�/h
1’’
c) 1’’
10m
b)
1’’ 10m
10m
2m�/h 5m 2m�/h
Veja na tabela em anexo (10%) AMT = PD + PE AMT = 1,0m + 0m = 1,0m AMT = 1,0m + 5m = 6,0m AMT = 1,0m + 10m = 11m • Cálculo da Perda de carga: - Perda de carga connua – tubos de ferro galvanizado ou PVC (veja tabela). - Perda de carga localizada – conexões (veja tabela) 1.4.4 Potência (Pu): potência ulizada no recalque da vazão “ Q” a altura total de elevação “H”. Relações importantes: 1 CV = 75 kgfm/s 1 W = 0,102 kgfm/s 1 CV = 736 W 1 CV = 0,736 KW 1.4.5 Rendimento (η): é a relação percentual entre a potência útil fornecida (hidráulica) e a potência absorvida pela bomba (eixo). η=
Pu (%) P (BOMBA)
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2 SELEÇÃO DA BOMBA HIDRÁULICA • Diâmetro das tubulações de recalque: •Desenho da instalação: • Determinação dos parâmetros:
’’
• AMS - Altura Manométrica de Sucção Desnível de Sucçã........................................................... Comprimento do tubo ....................... m Válvula de pé ..................................... m Curva de 90° ...................................... m+ Registro de gaveta ............................. m Comprimento equivalente ................ m Perda de carga ........................... = x = 100 AMS ............................................................................ • AMR - Altura Manométrica de Recalque: Desnível de Recalque...................................................... Comprimento do tubo ....................... m Válvula de retenção ........................... m Curva de 90° ...................................... m+ Curva de 45° ...................................... m Registro de gaveta ............................. m ............................. m Comprimento equivalente ................ m Perda de carga .......................... .= x = 100 AMR............................................................................
m
+
m mca
m
+
m mca
• AMT - Altura Manométrica Total: AMS AMR + AMT Bomba Modelo:
Pot:
cv
(Catálogo)
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3 INSTALAÇÃO: 3.1 HIDRÁULI CA: NBR 5626 INSTALAÇÕES PREDIAIS PARA ÁGUA FRIA • Projeto dos reservatórios: • Superior: 2/5 do volume total; • Inferior: 3/5 do volume total. • Vazão mínima: 15 % do consumo diário. • Incêndio: A capacidade do reservatório elevado deve ser suciente para garanr o suprimento de água, no mínimo durante meia hora, para alimentação de dois hidrantes trabalhando simultaneamente em zona de menor pressão. • PRESSÕES DINÂMICA E ESTÁTICA: - Pressão estáca máxima de 400 kPa (40 mca) - Pressão dinâmica mínima de 5 kPa (0,5 mca) • VELOCIDADES MÁXIMAS NAS TUBULAÇÕES: 3,0 m/s 3.2 HIDRÁULICA: NBR 7198 INSTALAÇÕES PREDIAIS DE ÁGUA QUENTE • ÁGUA QUENTE TEMPERATURAS USUAIS DE UTILIZAÇÃO: - Uso pessoal : 40 a 50º C - Cozinha : 60 a 74º C - Lavanderia: 75 a 85º C - Esterilização Clínica: ≥ a 100º C - Bombas Dancor: 60º C 3.3 HIDRÁULI CA: NBR 8160 INSTALAÇÃO PREDIAL DE ESG. SANITÁRIO • Motores de 2 pólos (3450 rpm): - Bombas submersíveis (SDE) água servida; - Bomba autoaspirante (AAE) água servida. • Motores de 4 pólos (1750 rpm): - Bombas vercais (VAS) água servida.
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3.4 ELÉTRICA: NBR 5410 INSTALAÇÕES PREDIAIS DE BAIXA TENSÃO • Variação da Energia Elétrica: ± 10% • Fase: - Monofásica (110 ou 220V) e (220 ou 440 V) - Trifásica (220 ou 380V) • Cabos Elétricos (Dimensionamento Tabela em Anexo); • Sistema de Proteção: - Disjuntores: são disposivos de proteção contra curto-circuito e sobrecarga de longa duração. - Disjuntor Motor: são disposivos de proteção contra curto-circuito e sobrecarga. - Parda Direta: Chave Magnéca: contém fusíveis, contator e rele térmico. - Pardas Indiretas: - Chave Estrela-Triângulo (Sem Carga) - Chave Compensadora (Com Carga) - Pardas Eletrônicas: So-Starter - Inversores de Frequência - Aterramento: TN / TT / IT (Resistência de 10 Ω) - DR: Disjuntor Residual (30mA)
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4 APLICAÇÃO: AGRÍCOLA, PREDIAL, RESIDENCIAL E INDUSTRIAL 4.1 AGRÍCOLA: 4.1.1 Sulcos 4.1.2 Inundação 4.1.3 Faixas 4.1.4 Irrigação: 4.1.4.1 Aspersão;: Pressões (1 A 7 Atm) (15 Atm) 4.1.4.2 Microaspersores: (0,5 A 4 Atm) Vazão (70 E 120L/H) 4.1.4.3 Gotejamento: Pressão (Até 1 Atm) 4.1.4.4 Pulverização 4.1.5 Fer-Irrigação 4.1.6 Hidroponia 4.1.7 Piscicultura 4.1.8 Lavagem De Estábulos E Máquinas 4.1.9 Esgotamento De Silos E Granjas 4.2 PREDIAL: 4.2.1 Abastecimento De Prédios 4.2.2 Piscinas 4.2.3 Hidromassagem 4.2.4 Combate A Incêndio 4.2.5 Sistema De Pressurização 4.2.6 Drenagem E Esgotamento 4.3 RESIDENCIAL: 4.3.1 Abastecimento De Residências 4.3.2 Redes De Baixa Pressão 4.3.3 Piscinas 4.3.4 Hidromassagem 4.3.5 Poços Artesianos 4.3.6 Sistema De Pressurização 4.3.7 Jardinagem E Paisagismo 4.4 INDUSTRIAL: 4.4.1 Osmose Reversa (Desalinizadores) 4.4.2 Hemodialise 4.4.3 Refrigeração
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5 EXEMPLOS DE APLICAÇÃO POR MODELOS 5.1 BOMBAS CENTRÍFUGAS
CONEXÕES:
4
Válvula de Pé Curva 90 Plug Válvula de Retenção
5
Registro
6
Tê
7
União
8
Joelho 90
9
Tubo (Sucção/Elevação)
1 2 3
8
o
9
4
5 o
6
3
2
7
VEDAÇÃO
2
TEFLON
9
ISOLAMENTO Fita Isolante 1
• Dimensionamento: Reservatórios: Poços, Cisternas, Rios, etc. 1- Vazão do projeto: m /h 2- Bitola dos tubos e conexões de sucção e recalque 3- Cálculo da AMS (profundidade: 0 a 6 metros): a) desnível de sucção (metros) b) comprimento dos tubos e conexões em equivalência (metros) c) cálculo da perda de carga d) cálculo da AMS = desnível + perda de carga (mca) ³
4- Cálculo do AMR: a) desnível de recalque (metros) b) comprimento dos tubos e conexões em equivalência (metros) c) cálculo da perda de carga d) cálculo da AMR = desnível + perda de carga (mca) 5- Cálculo da AMT AMT = AMS + AMR (mca) Usando o catálogo, selecione a bomba que apresenta melhor performance: Vazão: m /h AMT: mca Potência: cv ³
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5.2 BOMBAS AUTOASPIRANTES
P atm
• Dimensionamento: Reservatórios: Poços, Poços Tubulares, Ponteiras, Cisternas, Rios, etc. 1- Vazão do projeto: m /h 2- Bitola dos tubos e conexões de sucção e recalque 3- Cálculo da AMS (profundidade: 0 a 9m e na horizontal até 90m sem desnível): a) desnível de sucção (metros) b) comprimento dos tubos e conexões em equivalência (metros) c) cálculo da perda de carga d) cálculo da AMS = desnível + perda de carga (mca) ³
4- Cálculo do AMR: a) desnível de recalque (metros) b) comprimento dos tubos e conexões em equivalência (metros) c) cálculo da perda de carga d) cálculo da AMR = desnível + perda de carga (mca) 5- Cálculo da AMT AMT = AMS + AMR (mca) Usando o catálogo, selecione a bomba que apresenta melhor performance: Vazão: m /h AMT: mca Potência: cv ³
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5.3 BOMBAS EJETORAS
Válvula de Retenção Ø ¾’’ Bujão Registro de Gaveta Ø ¾’’ União
• Dimensionamento: Reservatórios: Poços Tubulares (Ø 75mm ou Ø 100mm). 1- Vazão do projeto: m /h 2- Bitola dos tubos e conexões de sucção e recalque 3- Cálculo da AMS (profundidade até o nível dinâmico: de 9 a 40m) 4- Cálculo do AMR: a) desnível de recalque (metros) b) comprimento dos tubos e conexões em equivalência (metros) c) cálculo da perda de carga d) cálculo da AMR = desnível + perda de carga (mca) ³
5- Cálculo da AMT AMT = AMR (mca) Usando o catálogo, selecione a bomba que apresenta melhor performance: Vazão: m /h AMT: mca Potência: cv Ejeotr nº ( ) 0 ou ( ) 1 ³
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5.4 BOMBAS SUBMERSAS • Dimensionamento: Reservatórios: Poços Tubulares de 4’’no mínimo. Profundiade de 18 a 250 metros. 1- Vazão do projeto: m /h 2- Bitola dos tubos e conexões de sucção e recalque 3- Nível estáco: (metros) 4- Nível dinâmico: (metros) 5- Cálculo do AMR: a) desnível de recalque (metros) b) comprimento dos tubos e conexões em equivalência (metros) c) cálculo da perda de carga d) cálculo da AMR = desnível + perda de carga (mca) ³
5- Cálculo da AMT AMT = AMR (mca) Usando o catálogo, selecione a bomba que apresenta melhor performance: Vazão: Potência:
m /h AMT: cv ³
mca
o c á t s E l e v í N o c i m â n i o D t l n e e v m í N a x i a b e R e d l e v í N
a i c n ê g r e m b u S
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