Cálculo de Condutos Equivalentes em Redes de Distribuição de Água

1 Rede de Distribuição de Água Parte III 1 Condutos equivalentes Utilizado para simplificar os cálculos hidráulicos de tubulações interligadas cujas características dos condutos são diferentes perda de carga diâmetro 2 Potência de bombas Cálculo da potência requerida em função da elevação do fluido em uma rede de distribuição de água Condutos equivalentes Um conduto é equivalente a outros quanto transporta a mesma vazão sob a mesma perda de carga 1 Condutos em Série Trechos de tubulações com característica distintas colocadas na mesma linha e ligadas pela extremidade Conduzem a mesma vazão 2 Condutos em Paralelo Condutos cujas extremidades de montante e jusante estão reunidas em um mesmo ponto A vazão é dividida enquanto a perda de carga é igual para os condutos Condutos equivalentes 1 Condutos em Série Conduzem a mesma vazão Condutos equivalentes 1 Condutos em Série Condutos equivalentes 2 Condutos em Paralelo Mesma perda de carga Condutos equivalentes 2 Condutos em Paralelo Mesma perda de carga Condutos equivalentes Exemplo Uma adutora interliga dois reservatórios cuja diferença de nível é de 15 m Esta adutora é composta por dois trechos ligados em série sendo o primeiro de 1000 m de extensão e diâmetro de 400 mm e o outro de 800 m de comprimento e 300 mm de diâmetro ambos os trechos com o coeficiente de perda de carga da fórmula Universal igual a 002 Desconsiderando as perdas de carga localizadas pedese a Determinar a vazão escoada b Calcular a nova vazão se for instalada paralelamente ao trecho 2 uma tubulação com 900 m de comprimento 250 m de diâmetro e com o mesmo coeficiente de perda de carga f002 Condutos equivalentes Exemplo a Determinar a vazão escoada b Calcular a nova vazão se for instalada paralelamente ao trecho 2 uma tubulação com 900 m de comprimento 250 m de diâmetro e com o mesmo coeficiente de perda de carga f002 Condutos equivalentes Exemplo R1 L1 1000m D1 400mm PCE R2 L2 800m D2 300mm 150m R1 L1 1000m D1 400mm PCE R2 L2 1321m D2 400mm 150m Altura manométrica Instalações de Recalque Parâmetros Hidráulicos Altura manométrica Representa a energia absorvida por unidade de peso de líquido ao atravessar a bomba energia na saída da bomba menos a energia da entrada Instalações de Recalque Parâmetros Hidráulicos Altura manométrica Se os pontos 1 e 2 estiverem sujeitos à pressão atmosférica reservatório e se a diferença de energia cinética for desprezível água e Instalações de Recalque Parâmetros Hidráulicos Z2 Z1 é o desnível geométrico representado por Hg Altura manométrica Dividindose dos termos entre sucção e recalque Instalações de Recalque Parâmetros Hidráulicos Potência e rendimento Instalações de Recalque Parâmetros Hidráulicos 𝐻𝑒 𝑒𝑚𝑎𝑞 𝐻𝑠 𝑜𝑡 𝛾 ሺ𝐻𝑠 𝐻𝑒ሻ 𝐻 𝐻𝑠 𝐻𝑒 Altura total de elevação da bomba Potência e rendimento Potência hidráulica é o trabalho J realizado sobre o líquido ao passar pela bomba por segundo WJs Instalações de Recalque Parâmetros Hidráulicos Potência e rendimento Para que o líquido receba a potencia requerida PH a bomba deverá receber uma potência superior à potência hidráulica devido às perdas Aspereza da superfície interna das paredes da bomba Recirculação do líquido no interior da bomba Vazamentos através das junções Energia dissipada no atrito entre partes da bomba Energia dissipada no atrito entre o fluido e a bomba Instalações de Recalque Parâmetros Hidráulicos Potência e rendimento A razão entre a potência hidráulica PH e a potência absorvida pela bomba PB é o rendimento ou a eficiência da bomba ηB rendimento entre 30 a 90 Potência do conjunto elevatório motor e bomba rendimento do motor ηM relação entre a potência transmitida pelo motor e a que ele recebe da fonte de energia ηMPBP Instalações de Recalque Parâmetros Hidráulicos Dimensionamento econômico da tubulação de recalque Diâmetro pequeno ocasiona uma perda de carga maior uma altura manométrica e potências do conjunto mais elevadas custo maior do conjunto elevatório maiores despesas com energia apesar de custo menor da tubulação Diâmetro maior implica despesas mais elevadas na implantação da tubulação mas proporciona menor perda de carga com potência reduzida resultando em custos menores de aquisição e operação dos conjuntos elevatórios Instalações de Recalque Instalações de Recalque Dimensionamento econômico da tubulação de recalque Curva I Custos de tubulação material mais assentamento em relação do diâmetro Curva II Custos de implantação dos conjuntos motobomba mais equipamentos e despesas com energia Curva III Soma da variação dos custos da curva I e II Diâmetro econômico corresponde ao ponto de menor custo da curva III Dimensionamento econômico da tubulação de recalque Funcionamento contínuo K12 fator de segurança depende da tarifa elétrica combustível preço de tubulações entre 06 a 16 Funcionamento descontínuo ANBT Instalações de Recalque Instalações de Recalque Exemplo Determinar os diâmetros das tubulações de recalque e sucção da instalação elevatória esquematizada a seguir bem como a altura manométrica e a potência transmitida ao líquido pelo conjunto motobomba para recalcar 45 Ls de água durante 24 horas por dia sabendose que as tubulações de sucção e recalque devem ser de ferro fundido novo C120 e seus comprimentos de 15 m e 3000 m respectivamente