Projeto de Captação de Água para Abastecimento em Ceraíma-BA

Projeto Captação de água para abastecimento do distrito de CeraímaBA Curso Bacharelado em Engenharia Agronômica Docente Dr Marcelo Rocha dos Santos Turma 5AE Equipe 2 Anna Cristtina Araújo dos Santos Douglas Guimarães Neves Júlia Brito Ribeiro Lília Edna Oliveira França Maria Eduarda Borges da Silva Ribeiro e Rayssa Pereira Fernandes Dezembro de 2022 Caracterização do projeto Captação Rio carnaíba de dentro Altitude 545 m Desnível 9016 m Volume do reservatório 295925 𝑚3𝑠 População 20865 2191 hab Fonte Google Earth Vazão necessária 𝑄 𝑃 𝑞 3600 ℎ 𝑄 2191 1236 3600 8 𝑄 94030 10 𝑄 103433 ls Caracterização do projeto Onde que Q Vazão ls P População abastecivel q Taxa de consumo lhabitante dia n Numero de horas de funcionamento do sistema Informações da sucção Comprimento 48 m Altura 38 m Peças Curva de 90º 1 Válvula de pé com crivos 1 Redução 1 Caracterização do projeto Fonte Autores Informações do recalque Comprimento 1720 m Altura 9396 m Peças Curva de 90º 5 Curva de 45º 5 Registro de gaveta1 Válvula de retenção1 Ampliação 1 Caracterização do projeto Fonte Google Earth Recalque Diâmetro do recalque DR V12 𝐷𝑅 4 𝑄 𝜋 𝑉 𝐷𝑅 4 00103 𝜋 12 𝐷𝑅 01045 m 𝐷𝑅 1045 mm 125 mm Onde Q Vazão m3s V Velocidade ms Diâmetro interno 𝐷𝑖 𝐷𝑒 2 𝑒 𝐷𝑖 125 2 5 𝐷𝑖 115 𝑚𝑚 Onde De Diâmetro externo e Espessura da parede Recalque Perda de carga no recalque pela Equação de Darcy ℎ𝑓 𝑓 𝐿 𝐷5 16𝑄2 𝜋2 2 𝑔 Onde que ℎ𝑓 Perda de carga m 𝑓 Fator de atrito L Comprimento m Q Vazão g Gravidade Recalque Numero de Reynolds NR 𝑁𝑅 𝐷 𝑉 𝜈 𝑁𝑅 12 0115 1 106 𝑁𝑅 138000 Onde que V Velocidade ms D Diâmetro m 𝜈 Viscosidade Rugosidade relativa Er 𝐸𝑟 𝐸 𝐷 𝐸𝑟 0005 115 𝐸𝑟 00000434 Onde que E Rugosidade absoluta m D Diâmetro mm Equação de Colebroock e White 𝑓 1 2 𝑙𝑜𝑔 𝐸𝑟 371 251 𝑁𝑅 𝑓 2 𝑓 1 2 𝑙𝑜𝑔 00000434 371 251 138000 0017 2 𝑓 0017 Recalque ℎ𝑓 𝑓 𝐿 𝐷5 16𝑄2 𝜋2 2 𝑔 ℎ𝑓 0017 172456 01155 16 001032 𝜋2 2 978 ℎ𝑓 1281 𝑚 Recalque Perda de carga contínua hfc Onde Q Vazão m3s D Diâmetro m L Comprimento m g Gravidade Perda de carga localizada hflocr ℎ𝑓𝑙𝑜𝑐𝑟 𝐾 𝑉2 2 𝑔 Onde K Constante V Velocidade ms 𝑔 Gravidade ms2 Recalque Recalque Perda de carga localizada hflocr Tabela 1 Valores de K para diferentes peças para uso no cálculo de perda de carga pelo método direto Peças Nº de peças K Curva de 90º 5 040 Curva de 45º 5 020 Registro de gaveta 1 020 Válvula de retenção 1 25 Total 57 Ampliação D 50mm 1 030 Perda de carga localizada hflocr Curvas registros e válvula de retenção D 125 mm K 57 Cálculo da velocidade V 𝑉 4 𝑄 𝜋 𝐷2 𝑉 4 00103 𝜋 01152 𝑉 09916 ms Onde Q Vazão m3s D Diâmetro m Recalque ℎ𝑓𝑙𝑜𝑐𝑟 𝐾 𝑉2 2 𝑔 ℎ𝑓𝑙𝑜𝑐𝑟 57 099162 2 978 ℎ𝑓𝑙𝑜𝑐𝑟 0285m ℎ𝑓𝑙𝑜𝑐𝑟 𝐾 𝑉2 2 𝑔 ℎ𝑓𝑙𝑜𝑐𝑟 030 5252 2 978 ℎ𝑓𝑙𝑜𝑐𝑟 0422m Recalque Perda de carga localizada hflocr Ampliação D 50 K 030 Cálculo da velocidade V 𝑉 4 𝑄 𝜋 𝐷2 𝑉 4 00103 𝜋 0052 𝑉 525 ms Onde Q Vazão m3s D Diâmetro m hfTotal 13517 m Sucção Diâmetro interno 𝐷𝑖 𝐷𝑒 2 𝑒 𝐷𝑖 150 2 6 𝐷𝑖 138 𝑚𝑚 Onde De Diâmetro externo mm e Espessura da parede mm Diâmetro do sucção DS 𝐷𝑆 4 𝑄 𝜋 𝑉 𝐷𝑆 4 00103 𝜋 08 𝐷𝑆 01280m 𝐷𝑆 128 mm 150mm Onde Q Vazão m3s V Velocidade ms Sucção Numero de Reynolds NR 𝑁𝑅 𝐷 𝑉 𝜈 𝑁𝑅 0138 08 1 106 𝑁𝑅 110400 Onde que V Velocidade ms D Diâmetro m 𝜈 Viscosidade Rugosidade relativa Er 𝐸𝑟 𝐸 𝐷 𝐸𝑟 0005 138 𝐸𝑟 00000362 Onde que E Rugosidade absoluta m D Diâmetro mm Equação de Colebroock e White 𝑓 1 2 𝑙𝑜𝑔 𝐸𝑟 371 251 𝑁𝑅 𝑓 2 𝑓 1 2 𝑙𝑜𝑔 00000362 371 251 110400 0017 2 𝑓 0017 Sucção ℎ𝑓 𝑓 𝐿 𝐷5 16𝑄2 𝜋2 2 𝑔 ℎ𝑓 0017 48 01385 16 001032 𝜋2 2 978 ℎ𝑓 00149 𝑚 Sucção Perda de carga contínua hfs Onde Q Vazão m3s D Diâmetro m L Comprimento m g Gravidade Sucção Perda de carga localizada hflocs Tabela 1 Valores de K para diferentes peças para uso no cálculo de perda de carga pelo método direto Peças Nº de peças K Curva 90º 1 040 Válvula de pé com crivos 1 25 Total 29 Redução D 80 mm 1 015 Perda de carga localizada hflocs Válvula de pé com crivos curva de 90º Cálculo da velocidade V 𝑉 4 𝑄 𝜋 𝐷2 𝑉 4 00103 𝜋 01382 𝑉 069 ms Onde Q Vazão m3s D Diâmetro m Sucção ℎ𝑓𝑙𝑜𝑐𝑠 𝐾 𝑉2 2 𝑔 ℎ𝑓𝑙𝑜𝑐𝑠 29 0692 2 978 ℎ𝑓𝑙𝑜𝑐𝑠 00685 m Perda de carga localizada hflocs Redução Cálculo da velocidade V 𝑉 4 𝑄 𝜋 𝐷2 𝑉 4 00103 𝜋 0082 𝑉 205 ms Onde Q Vazão m3s D Diâmetro m Sucção ℎ𝑓𝑙𝑜𝑐𝑠 𝐾 𝑉2 2 𝑔 ℎ𝑓𝑙𝑜𝑐𝑠 015 2052 2 978 ℎ𝑓𝑙𝑜𝑐𝑠 00319 m hfTotal 01153 m Perda de carga total ℎ𝑓𝑡 ℎ𝑓𝑡𝑟 ℎ𝑓𝑡𝑠 ℎ𝑓𝑡 13517 01153 𝒉𝒇𝒕 𝟏𝟑 𝟔𝟑 𝒎𝒄𝒂 𝐻𝑚 𝐻𝑔 ℎ𝑓𝑡 𝐻𝑚 9396 1363 𝑯𝒎 𝟏𝟎𝟕 𝟓𝟗𝒎𝒄𝒂 Onde que 𝐻𝑔 Altura geométrica m ℎ𝑓𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 Perda de carga total m Altura manométrica Hm Q 3708 m³h Hm 10759 m Ponto de projeto Q 3708 m3h Hm 10759 m Curva do sistema 𝐻𝑚 𝐻𝑔 𝐾 𝑄2 𝐻𝑚 9396 00099 𝑄2 Onde que Hg altura sucção recalque 𝐾 𝐻𝑚 𝐻𝑔 𝑄2 𝐾 10759 9396 37082 𝐾 00099 Curva do sistema Vazão m3h Altura manométrica m 0 9396 30 10287 3708 10757 40 1098 45 114 Q 425 m3h Hm11184 m Ponto de funcionamento Potência 𝑃𝑜𝑡 𝐻𝑚 𝑄 75 𝐸𝑓 𝑃𝑜𝑡 11184 1180 75 064 𝑃𝑜𝑡 2750 𝑐𝑣 𝑷𝒐𝒕 𝟑𝟎 𝒄𝒗 𝑃𝑜𝑡 𝐻𝑚 𝑄 75 𝐸𝑓 𝑃𝑜𝑡 10759 103 75 060 𝑃𝑜𝑡 2462 𝑐𝑣 𝑷𝒐𝒕 𝟐𝟓 𝒄𝒗 Onde que Pot Potência da motobomba cv Ef Eficiência da motobomba Potencia da motobomba Pot no ponto de projeto Potencia da motobomba Pot no ponto de funcionamento Curva de isoeficiência 𝐻𝑚𝑃 𝑄𝑃 2 𝐻𝑚𝐻 𝑄𝐻 2 𝐻𝑚𝐻 𝐻𝑚𝑃 𝑄𝑃 2 𝑄𝐻 2 𝐻𝑚𝐻 10759 37082 𝑄𝐻 2 HmP Altura manométrica no ponto de projeto HmH Altura monométrica no ponto homologo QH Vazão no ponto homologo QP Vazão no ponto de projeto Curva de isoeficiência Vazão m3h Altura manométrica m 30 7038 34 903992 36 1013472 38 1129208 Q 3784 m3h Hm 112 m Ponto homologo Potencia da motobomba Pot no ponto de homologo 𝑃𝑜𝑡 𝐻𝑚 𝑄 75 𝐸𝑓 𝑃𝑜𝑡 112 103 75 060 𝑃𝑜𝑡 2563 𝑐𝑣 𝑷𝒐𝒕 𝟑𝟎 𝒄𝒗 Onde que Pot Potência da motobomba cv Ef Eficiência da motobomba 𝑄𝑃 𝑄𝐻 𝑁𝑃 𝑁𝐻 𝑁𝑃 𝑄𝑃 𝑄𝐻 𝑁𝐻 𝑁𝑃 3708 3784 3540 𝑁𝑃 34689 𝑅𝑃𝑀 𝑄𝑃 𝑄𝐻 𝐷𝑃 𝐷𝐻 2 𝐷𝑃 𝐷𝐻 𝑄𝑃 𝑄𝐻 𝐷𝑃 228 3708 3784 𝐷𝑃 22569 𝑚𝑚 Calculo para rotação Usinagem Raspagem 𝑟 𝐷1 𝐷2 2 r 228 22569 2 𝑟 1155 𝑚𝑚 Leitura no manômetro 𝐿𝑚 𝐻𝑚 𝑁𝑀𝐴 ℎ𝑓𝑇 𝑀𝑉𝑑𝑒 𝑝é 𝐿𝑚 112 48 06723 𝐿𝑚 1065277 𝑚 𝑐 𝑎 Onde que Hm Altura manométrica 𝑁𝑀𝐴 Desnível até o manômetro ℎ𝑓𝑇 𝑀𝑉𝑑𝑒 𝑝é Perda de carga até o monômetro Potência do motor com fechamento parcial do registro 𝑃𝑜𝑡 𝐻𝑚𝑎𝑛 𝑄 75 𝐸𝑓 𝑃𝑜𝑡 112 103 75 062 𝑃𝑜𝑡 2481 𝑐𝑣 𝑃𝑜𝑡 25 𝑐𝑣 Condições para não cavitação 1 Pabs Pvapor 2 NPSHDNPSHR 3 Hsuc p Hmax c Cálculo de cavitação 𝑃𝑚𝑎𝑛 𝐻𝑠𝑢𝑐 ℎ𝑓𝑠𝑢𝑐 𝑃𝑚𝑎𝑛 38 01153 𝑃𝑚𝑎𝑛 39153 𝑚 𝑃𝑎𝑡𝑚 1013 293 00065 𝑍 293 𝑃𝑎𝑡𝑚 1013 293 00065 545 293 𝑃𝑎𝑡𝑚 97158 m c a 𝑃𝑎𝑏𝑠 𝑃𝑎𝑡𝑚 𝑃𝑚𝑎𝑛 𝑃𝑎𝑏𝑠 97158 39153 𝑃𝑎𝑏𝑠 58005 m c a 𝑃𝑎𝑏𝑠 𝑃𝑉𝑎𝑝𝑜𝑟 58005 0234 1 Pabs Pvapor NÃO CAVITA 𝑁𝑃𝑆𝐻𝐷 𝑃𝑎𝑡𝑚 𝐻𝑠𝑢𝑐ℎ𝑓𝑆𝑢𝑐 𝑃𝑉𝑎𝑝𝑜𝑟 𝑁𝑃𝑆𝐻𝐷 97158 38 01153 0234 𝑁𝑃𝑆𝐻𝐷 55665 55665 21 NÃO CAVITA 2 NPSHD NPSHR 𝐻𝑚𝑎𝑥𝑠𝑢𝑐 𝑃𝑎𝑡𝑚 ℎ𝑓𝑆𝑢𝑐 𝑃𝑉𝑎𝑝𝑜𝑟 𝑁𝑃𝑆𝐻𝑅𝑒𝑞 𝐻𝑠𝐻𝑚𝑎𝑥𝑠𝑢𝑐 97158 01153 0234 21 𝐻𝑠𝑢𝑐 7266 m 38 7266 NÃO CAVITA 3 Hsuc p Hmax c Universal Hazen Williams 𝐻𝑓𝑇𝑟𝑒𝑐 13517 𝑚3𝑠1 159634𝑚3𝑠1 𝐻𝑓𝑇𝑠𝑢𝑐 01153 𝑚3𝑠1 01202𝑚3𝑠1 𝑄𝑝 3708 𝑚3ℎ 3708 𝑚3ℎ 𝐻𝑚𝑎𝑛 107 59 𝑚 110 0436 𝑚 𝜇𝐵 𝑝 60 60 𝜇𝐵 𝑓𝑢𝑛𝑐 64 62 𝑃𝑜𝑡𝑝 27071 𝐶𝑉 277064 𝑃𝑜𝑡𝑓𝑢𝑛𝑐 30228 𝐶𝑉 295497 𝑃𝑜𝑡𝑚 28193 𝐶𝑉 278731 𝐶𝑉 𝑁𝑝 34689 𝑟𝑝𝑚 35003 𝑟𝑝𝑚 𝐷𝑝 22669 𝑚𝑚 22672 𝑚𝑚 𝑈 1155 𝑚𝑚 0 64 𝑚𝑚 𝐿𝑚 106 5289 𝑚𝑐𝑎 106 8039 𝑚𝑐𝑎 Comparação entre Universal x Hazen Williams Universal Hazen Williams 𝑃𝑎𝑏𝑠 𝑃𝑣𝑎𝑝𝑜𝑟 47961 𝑚𝑐𝑎 0234 𝑚𝑐𝑎 58133 𝑚𝑐𝑎 0234 𝑚𝑐𝑎 𝐻𝑠𝑢𝑐 𝑚𝑎𝑥 𝑃𝑎𝑡𝑚 38 𝑚 73621 𝑚 38 𝑚 72793 𝑚 𝑁𝑃𝑆𝐻𝑑 𝑁𝑃𝑆𝐻𝑟𝑒𝑞 55621 2 55793 21 Obs Em nenhum dos métodos ocorrerá cavitação Onde 𝑃𝑎𝑏𝑠 Pressão absoluta 𝐻𝑠𝑢𝑐 𝑚𝑎𝑥 Altura máxima de sucção 𝑃𝑎𝑡𝑚 Pressão atmosférica 𝑁𝑃𝑆𝐻𝑑 NPSH disponível 𝑁𝑃𝑆𝐻𝑟𝑒𝑞 NPSH requerido Comparação entre Universal x Hazen Williams na Cavitação Peças Quantidade Valor unitário Valor total Válvula de pé com crivos 1 15000 15000 Curva de 90º 150 mm 1 12000 12000 Redução 1 5000 5000 Válvula de retenção 1 20000 20000 Válvula de gaveta 1 90000 90000 Curva de 90º 125 mm 5 6000 30000 Ampliação 1 5000 5000 Curva de 45º 5 9500 47500 Tubulação 125 mm 1725 m 13300 22942500 Tubulação 150 mm 5 m 11500 57500 Motobomba de 30 cv 1 2223614 2223614 TOTAL 25448114 Orçamento KWh 𝑃𝑂𝑇 075 KWh 30 075 225 𝐾𝑊ℎ Gasto com energia Tarifa branca 058278570KWh Custo por hora 225058278570 R1322h Custo por dia 13228 R10496dia Custo mensal 1049630 R31488mês Obrigado