Avaliação de Hidráulica Geral - Análise de Sistemas de Bombeamento e Redes de Distribuição

Avaliação Múltipla Disciplina Hidráulica Geral Períodoturma 5 Turno Noite Professor Maria Elizabeth Monteiro Vidal Ferreira Aluno Valor da avaliação 7 pontos Pontos obtidos Data 28062022 Entregar pelo moodle 1 A bomba da instalação mostrada abaixo tem curva do NPSH requerido para uma rotação de 1750 rpm e diâmetro do rotor de 110 mm mostrada na figura Determine a máxima altura estática de sucção admissível quando a vazão for de 10 m3h A tubulação de sucção em aço galvanizado novo C 130 tem diâmetro igual a 50 mm uma válvula de pé com crivo e um cotovelo 90 raio médio Assuma a Carga de pressão de vapor da água 024 mH2O a O diâmetro da tubulação de recalque b O tipo de bomba para uma rotação de 3500 rpm a partir das curvas anexas do catálogo de um fabricante Identifique a bomba pelo código número interno às quadrículas da figura 1 c Especifique a bomba pelo diâmetro do rotor e ponto de funcionamento altura manométrica vazão rendimento e potência necessária à bomba d A potência do motor elétrico comercial necessário 3 Água entra no anel principal de uma rede no ponto A com uma vazão de 040 m3s e é distribuída nos pontos B C e D com vazões respectivas de 015 m3s 010 m3s e 015m3s como na figura Todos os tubos têm diâmetro de 060 m fator de atrito f 0020 e comprimentos AB e CD 150 m BC 300 m e DA 240m Cotas topográficas A 100 m B 97 m C 102 m e D 105 m Despreze as cargas cinéticas e as perdas localizadas a Determine as vazões nos trechos b Faça o prédimensionamento dos trechos AB CD BC e DA calculando a perda de carga de cada trecho e hQ e a correção da vazão ΔQ Preencher a tabela abaixo TRECHO L m D mm Q0 Ls h0 m h0 Q0 ΔQ0 Ls AB BC CD DA 4 Verifique se a bomba mostrada na Figura cavitará ou não Dados da bomba Q 60 Ls Hman 100m N1750 rpm Perda de carga na sucção hfs 100 Q2 T 20ºC p atm abs γ 1033 0012 altitude p γ abs H2O 20ºC 0 238 m EL805m EL800m Q 10 m³h 2778 10 3 m³s C 130 Aço galvanizado D 0050 m Pvapor 17 024 mmHg 1x Genivo 1x 140 1x 140 Cotovelo 90 raio médio 154 m NPSHr 540 m Como não foi informado no exercício iremos considerar a pressão atmosférica sendo o a uma altitude de 300 m P atm 20 mca γ L total Real Laguinulante L real 20 Hs L total 20 Hs 154 174 Hs NPSHa NPSHr P atm Pvapor Z NPSHa γ Eq de Hagen William perda de carga loc K m funcionamento contínuo 24hdia coeficiente da fórmula de Bresse K 082 comprimento da tubulação de recalque 432 m e de sucção 420 m Perda de carga localizada não deve ser consideradaRendimento da bomba é 60Determine a Os diâmetros de sucção e recalque b Altura manométrica c A potência da bomba 5 Tendo por base o desenho esquemático da instalação de recalque apresentado na figura abaixo determine a a altura manométrica b a velocidade específica da bomba e a partir dela o tipo de bomba radial axial ou fluxo misto c a potência da bomba expressa em CV 6 Um conjunto elevatório deverá ser especificado para operar nas seguintes condições Líquido água a 20ºC vazão a ser recalcada Q 15 Ls material das tubulações aço galvanizado sem costura f002 altura geométrica Hg 25 P atm Pvapor Z 10646 L Q 1852 γ γ D 487 C 1852 10 024 Hs 10646 174 Hs 277810 3 1852 005 487 130 1852 540 10518 Hs 3459 Hs 329 m Portanto a maximo altura de sucção é 329 m 21 15 andares 4 aps andar 3 quartos 2 pessoas Quarto 1 dependência 1 pessoa 1 dependência Hs 15 m ε HR 40 m Δ hs 030 Hs 15 030 045 m Δ h Rec 020 HR 020 40 80 m Dt Shoras Q 310 L hab dia Vol 15 x 4 x 3 x 2 1 x 1 x 310 Lhabdia Vol 130200 Ldia Vol 130200 1000 x 5 x 24 x 60 00182 m³s Dr 13⁴ sqrtx sqrtQm³s Dr 13⁴ sqrtS 24 sqrt00182 0118 m Dr 150 mm comercial b Hm Hs Hr Dhs Dhrec Hm 15 40 045 810 4995 m Q 6516 m³h Pelo catálogo de bomba da KSB temse Anexo O modelo da bomba 3500 rpm 40 160 c Diâmetro do rotor 174 mm Para o mesmo Hm de projeto temse o ponto de funcionamento Hm 4995m Q 725 m³h η 7151 Calculando a potencia Pot γ Hm Q 75 η 1000 4995 1725 3600 75 0715 1788 cv d Potência motor Potmotor 115 x 1788 20562 cv 3 Enviado no outro pdf 4 Pv 0238 m Bomba γ 60 L2 Hman 100 N 1750 rpm Patm γ 1033 0012 10288 m hfs 100 Q² 100 60 1000² 036 m NPSHr encontrado no catálogo de bombas da KSB p1 Q 60 x 3600 1000 216 m³s Hm 100 m NPSHr 40 m NPSHr NPSHreq Patm Pvapor γ ΣDhs NPSHr 10288 0238 5 036 40 469 40 OK Portanto não irá cavitar 5 Hrec 640 583 57m hfr 10m Hs 583 580 3 m hfs 10 m Q 50 Ls 180 m³h N 1750 rpm ηi 75 a Hm Hrec Hs hfrech hfs 57 10 10 3 71 m b Ns N sqrtQ H075 1750 sqrt180 71075 960 5000 Portanto bomba de Fluxo Radial c Pot γQHm 75 η 1000 005 71 75 075 6311 cv Q 15 Ls 0015 m³s k 082 f 002 Lrec 432 m Hg 25 m Lsuc 420 m T 24 horas η bomba 60 a Dr kQ Dr 0820015 0100 m 100 mm Ds 150 mm Um diametro comercial acima b hfs f Lsuc Vs² 2 g Ds 002 420 0849² 2 981 0150 00205 m Vsuc Q π Ds2² 0015 π 01502² 0849 ms hfr f Lrec Vrec² 2 g Drec 002 432 191² 2 981 0100 16065 m Vrec Q π Drec2² 0015 π 01002² 191 ms Htm Hg hfr hfs 25 16065 00205 410855 m c Pot γ Q Htm 75 η 1000 0015 410855 75 060 1370 CV 1 NPSH r m vs Vazão m³h graph with highlighted value approximately 54 m at 10 m³h b A Somente para KSB Megnorm e KSB Megabloc B Somente para KSB Meganorm KSB Megachem e KSB Megachem V C Somente para KSB Meganorm e KSB Megachem 3500 rpm c Altura Manométrica Head Altura Manométrica d O motor deve ter uma potência elétrica superior à absorvida pela bomba cujo acréscimo em relação à potência da bomba depende do tipo e tamanho desta Os acréscimos na potência da bomba recomendados em 4 são dados na tabela abaixo Potência da bomba Acréscimo até 2 hp 50 2 a 5 hp 30 5 a 10 hp 20 10 a 20 hp 15 maior que 20 hp 10 Portanto o motor elétrico recomendável no caso deverá ter uma potência de 1367115 1572 hp não muito superior ao motor elétrico comercial de 15 hp que é suficiente Rede Q015 m³s Q010 m³s Q040 m³s Q015 m³s Dados f 002 hf fLV² 2gD ΔQ ΣhfQ 2Σhf Iteração 1 Anel Trecho Comprimento m D mm Vazão inicial m³s Velocidade ms Perda de Carga m hfQ ΔQ m³s 1 AB 150 600 02 0707 0128 0638 07964 BC 300 600 005 0177 0016 0319 07964 CD 150 600 005 0177 0008 0159 07964 DA 240 600 02 0707 0204 1020 07964 Soma 03554 02231 Iteração 2 Anel Trecho Comprimento m D mm Vazão inicial m³s Velocidade ms Perda de Carga m hfQ ΔQ m³s 1 AB 150 600 09964 3524 3165 3176 04046 BC 300 600 08464 2994 4568 5396 04046 CD 150 600 07464 2640 1776 2379 04046 DA 240 600 05964 2109 1814 3042 04046 Soma 113232 139943 Iteração 3 Anel Trecho Comprimento m Diâmetro m Vazão inicial m³s Velocidade ms Perda de Carga m hfQ ΔQ m³s 1 AB 150 600 05919 2093 1117 1887 02157 BC 300 600 04419 1563 1245 2817 02157 CD 150 600 03419 1209 0373 1090 02157 DA 240 600 01919 0679 0188 0979 02157 Soma 29218 67722 AB 150 600 03761 1330 0451 1199 01422 BC 300 600 02261 0800 0326 1442 01422 CD 150 600 01261 0446 0051 0402 01422 DA 240 600 00239 0084 0003 0122 01422 Soma 08307 29213 AB 150 600 02340 0827 0174 0746 04709 BC 300 600 00840 0297 0045 0535 04709 CD 150 600 00160 0057 0001 0051 04709 DA 240 600 01660 0587 0141 0847 04709 Soma 03609 03832 AB 150 600 02369 0838 0179 0755 02467 BC 300 600 03869 1368 0954 2467 02467 CD 150 600 04869 1722 0756 1552 02467 DA 240 600 06369 2253 2069 3248 02467 Soma 39580 80226 AB 150 600 00098 0035 0000 0031 01501 BC 300 600 01402 0496 0125 0894 01501 CD 150 600 02402 0850 0184 0766 01501 DA 240 600 03902 1380 0777 1990 01501 Soma 10863 36189 AB 150 600 01599 0565 0081 0510 02140 BC 300 600 00099 0035 0001 0063 02140 CD 150 600 00901 0319 0026 0287 02140 DA 240 600 02401 0849 0294 1225 02140 Soma 04021 09397 Iteração 4 Anel Trecho Comprime nto m Diâmetro m Vazão inicial m³s Velocidade ms Perda de Carga m 1 hfQ ΔQ m³s 1 Iteração 5 Anel Trecho Comprime nto m Diâmetro m Vazão inicial m³s Vazão inicial m³s Velocidade ms Perda de Carga m hfQ ΔQ m³s Velocidade ms Perda de Carga m hfQ ΔQ m³s Iteração 7 Anel Trecho Comprime nto m Diâmetro m Vazão inicial m³s Velocidade ms Perda de Carga m hfQ 1 Iteração 6 Anel Trecho Comprime nto m Diâmetro m Perda de Carga m hfQ ΔQ m³s 1 ΔQ m³s 1 Iteração 8 Anel Trecho Comprime nto m Diâmetro m Vazão inicial m³s Velocidade ms AB 150 600 03738 1322 0445 1192 01419 BC 300 600 02238 0792 0319 1427 01419 CD 150 600 01238 0438 0049 0395 01419 DA 240 600 00262 0093 0003 0134 01419 Soma 08172 28798 AB 150 600 02319 0820 0171 0739 05181 BC 300 600 00819 0290 0043 0522 05181 CD 150 600 00181 0064 0001 0058 05181 DA 240 600 01681 0594 0144 0857 05181 Soma 03594 03469 AB 150 600 02861 1012 0261 0912 02691 BC 300 600 04361 1543 1213 2781 02691 CD 150 600 05361 1896 0916 1709 02691 DA 240 600 06861 2427 2401 3500 02691 Soma 47911 89013 AB 150 600 00170 0060 0001 0054 01578 BC 300 600 01670 0591 0178 1065 01578 CD 150 600 02670 0944 0227 0851 01578 DA 240 600 04170 1475 0887 2127 01578 Soma 12930 40971 AB 150 600 01408 0498 0063 0449 01736 BC 300 600 00092 0033 0001 0059 01736 CD 150 600 01092 0386 0038 0348 01736 DA 240 600 02592 0917 0343 1322 01736 Soma 04445 12803 1 1 Iteração 13 Anel Trecho Comprime nto m Diâmetro m Vazão inicial m³s Velocidade ms Perda de Carga m hfQ ΔQ m³s Iteração 12 Anel Trecho Comprime nto m Diâmetro m Vazão inicial m³s Velocidade ms Perda de Carga m hfQ ΔQ m³s Iteração 11 Anel Trecho Comprime nto m Diâmetro m Vazão inicial m³s Velocidade ms Perda de Carga m hfQ ΔQ m³s 1 1 Iteração 10 Anel Trecho Comprime nto m Diâmetro m Vazão inicial m³s Velocidade ms Perda de Carga m hfQ ΔQ m³s Iteração 9 Perda de Carga m hfQ ΔQ m³s 1 Anel Trecho Comprime nto m Diâmetro m Vazão inicial m³s Velocidade ms AB 150 600 03144 1112 0315 1002 01479 BC 300 600 01644 0581 0172 1048 01479 CD 150 600 00644 0228 0013 0205 01479 DA 240 600 00856 0303 0037 0437 01479 Soma 05379 18185 1 Iteração 14 Anel Trecho Comprime nto m Diâmetro m Vazão inicial m³s Velocidade ms Perda de Carga m hfQ ΔQ m³s Nas bombas da KSB não tem nenhuma bomba que forneceça um Hman de 100 m para rotação de 1750 rpm portanto utilizou os modelos de 3500 rpm Modelo 80250 c Altura Manométrica Head Altura Manométrica Potência Necessária Shaft Power Potencia Necesaria