Projeto de Hidráulica para Irrigação utilizando Aspersores

Projeto de Hidráulica Alunos Artur Dantas José Matheus Gusmão Laécio Santos Maicon Rian Carvalho Mateus Cruz e Natanel Pessoa Prof Dr Marcelo Rocha O projeto foi dimensionar tubulação e moto bomba para conduzir água do rio carnaíba de dentro que passa proximo ao IF Baiano Campus Guanambi O objetivo é irrigar uma linha lateral de aproximadamente 300 metros que utiliza aspersores A cultura irrigada será pastagem Aspersor MaxiBird 2045 PJ Q vazão 058 m³h Ea espaçamento entre aspersor 18x18 m Ia intensidade de aplicação 178mmh Aa altura do aspersor 20 m Dados PS Pressão de Serviço 40 mca Q Vazão de 1 aspersor 058 m³h 0000161111 m³s Q Vazão de 16 aspersores 0002578 m³s Ea 18m Na Número de Aspersores 16 Ll Comprimenmto real da lateral 2790m Hf perda de carga permitida na lateral 40x021 84m F Fator de correção da lateral 0365234 Aa Altura do aspersor 20m Calculo do diâmetro da lateral eq Universal O primeiro valor de f arbitrado foi de 002 O diâmetro encontrado foi de D00421 m Calculo do diâmetro da lateral eq Universal A partir do diâmetro encontrado foi calculado o f pelo método de Moody Para isso foi calculado a velocidade para o diâmetro encontrado o NR número de Rey e a Er Rugosidade relativa A velocidade encontrada foi de v18517 ms A partir desse valor encontrouse o NR7795657 O Er0000118 O f encontrado foi de 0019 Calculo do diâmetro da lateral eq Universal O segundo valor de f arbitrado foi de 0019 O diâmetro encontrado foi de D00419 m Calculo do diâmetro da lateral eq Universal A partir do novo diâmetro encontrado foi calculado o f pelo método de Moody Para isso foi calculado a velocidade para o diâmetro encontrado o NR número de Rey e a Er Rugosidade relativa A velocidade encontrada foi de v187 ms A partir desse valor encontrouse o NR78353 O Er0000119 O f encontrado foi de 0019 igual ao arbitrado anteriormente Cálculo do diâmetro da lateral eq Universal Como o diâmetro encontrado foi de 419 mm e não existe esse diâmetro comercialmente iremos utilizar o diâmetro comercial de 50 mm PN 60 Dn 50mm Di 477mm Calculo do diâmetro da lateral eq Universal Como o diâmetro utilizado será de 477 mm é necessário calcular a perda de carga real da lateral Para isso foi preciso calcular novamente os valores de velocidade NR e Er para o diâmetro real Calculo da perda de carga real na lateral eq Universal Os valores encontrados foram v144 NR68688 e Er00001 A partir desse valores foi calculado o f por Moody que deu 0019 Calculo da perda de carga real na lateral eq Universal Utilizando o f calculado e o diâmetro comercial foi calculada a perda de carga real O valor encontrado foi de 4522 m Calculo da variação de vazão na lateral Para confirmar se a diferença de pressão entre o primeiro e o último aspersor atendia os 10 foi realizado os cálculos de pressão inicial e pressão final na lateral e diferença de pressão Os valores encontrados foram Pin 4539 mca Pfim 4087 mca Q 538 Perda de carga no recalque m Pelo cálculo do diâmetro do recalque o valor encontrado possibilita a utilização do mesmo diâmetro da lateral 50mm Mas por motivos que serão comentados mas a frente foi utilizado o diâmetro de 75mm no recalque Perda de carga no recalque Dados Di diâmetro interno 00713m Q Vazão 0002578 m³s L comprimento do recalque 13800m N desnível 20m Perda de carga no recalque para o diâmetro de 75mm Eq Universal Para o recalque o diâmetro escolhido foi de 75mm PN 60mm Dn 75mm Di 713mm Perda de carga no recalque para o diâmetro de 75mm Eq Universal Foi necessário calcular o valor de f para o diâmetro de 713mm Pra isso foi calculado a velocidade o NR e o Er Os valores encontrados foram v0645 ms NR459885 e Er000007 A partir desse valores foi calculado o f por Moody que deu 0021 Perda de carga no recalque para o diâmetro de 75mm Eq Universal Com o valor de f calculado foi possível calcular a perda de carga contínua no recalque A perda de carga contínua encontrada foi de 856 m Peças k 3 curvas de 90º 12 6 curvas de 45º 12 1 registro de gaveta 02 1 ampliação 32mm50mm 03 1 ampliação 50mm75mm 03 1 redução 75mm50mm 015 1 válvula de retenção 25 Perda de carga no recalque para o diâmetro de 75mm Eq método direto Em seguida foi calculada a perda de carga localizada no recalque para as seguintes peças Perda de carga no recalque para o diâmetro de 75mm Eq método direto Com existe 3 diâmetros diferentes nas peças foi calculada a velocidade para cada diâmetro Os valores de velocidade encontrados foram 32mm 32 ms 50mm 144 ms 75mm 0645 ms 32 50 75 peça 32mm peças 50mm peças 75mm Os valores de perda de carga localizada encontrados foram 32mm 0157 m 50mm 00477 m 75mm 01127 m A perda de carga localizada total foi de 03174 m Perda de carga no recalque para o diâmetro de 75mm Eq método direto Com os valores de velocidade foi calculado a perda de carga localizada nas peças 1 Perda de carga na sucção para o diâmetro de 75mm Eq Universal Como o valor de f para o diâmetro de 75mm já foi calculado foi utilizado o mesmo valor A perda de carga contínua encontrada foi de 003 m Peças k 1 válv pé com crivo 25 1 redução 75mm 50mm 015 1 curva de 90º 04 Perda de carga na sucção para o diâmetro de 75mm Eq método direto Em seguida foi calculada a perda de carga localizada na sucção para as seguintes peças Os valores de perda de carga localizada encontrados foram 50mm 0016 m 75mm 00616 m A perda de carga localizada total foi de 0077 m Com os valores de velocidade para os diâmetros já haviam sido calculados anteriormente foram utilizados os mesmo valores peça 50mm peças 75mm Perda de carga na sucção para o diâmetro de 75mm Eq método direto Recalque m Sucção m hfcont 856 003 hfloc 03174 00077 Perda de carga Total sucção recalque Somando todos os valores a perda de carga total foi de 8984 m Altura manométrica Após calcular a perda de carga total no recalque e sucção foi calculada a altura manométrica m Escolha da motobomba na carta hidráulica Q 92772 m³h Hm 6021 mca modelo escolhido 50x32160 Carta hidráulica da motobomba Ponto de projeto Q 92772 m³h Hm 6021 mca Construção da curva do sistema Para construção da curva do sistema foi utilizada as seguintes equações Construção da curva do sistema Utilizando a equação a baixo e supondo valores de Q foi montado um quadro com os pontos valores da curva Q m³h Hm m 2 854 4 1614 6 2882 8 4656 92772 6021 96 6404 12 9727 Ponto homólogo na curva de isoeficiência Para encontrar o ponto homólogo foi utilizada as seguintes equações Q m³h Hm m 8 4476 9 1614 956 639 Utilizando a equação encontrada foi calculado o ponto homólogo da curva de esoeficiencia quadro ao lado Potência no ponto de projeto e de funcionamento Foi calculado qual seria a potência da motobomba no ponto de projeto Q2578 ls e Hm6021 m e no ponto de funcionamento Q 266 ls e Hm 6404m As potências encontradas foram PP 46 CV 10 506 CV PF 507510 558 CV Ponto de projeto Ponto homólogo Hm 6021 Hm 64 Qp 92772 Qh 956 μmb 45 μmb 45 Dp173mm Dh 173mm Np 343528 rpm Nh 3540 rpm Redução da rotação Para o cálculo da nova rotação do motor foi utilizado alguns dados do quadro e a equação a baixo O valor de Np encontrado foi adicionado no quadro Ponto de projeto Ponto homólogo Hm 6021 Hm 64 Qp 92772 Qh 956 μmb 45 μmb 45 Dp17042mm Dh 173mm Np 3540 rpm Nh 3540 rpm Usinagem Para o cálculo do novo diâmetro do rotor foi utilizado alguns dados do quadro e a equação a baixo O valor de Dp encontrado foi adicionado no quadro Trabalhar com a vazão de projeto com o registro parcialmente fechado Trabalhar com a vazão de projeto com o registro parcialmente fechado Para o cálculo do valor que o manômetro deve marca para jogar a vazão de projeto utilizouse a seguinte equação 489 10 de perda 538 CV vr rg Verificando se há cavitação z 545m Patm 9715m Verificando se há cavitação Como a altura H da sucção foi 4 metros está abaixo do permitido e não cavita 0238 48694 m Verificando se há cavitação Como NPSHdNPSHreq e o valor de NPSHreq é menor que o de NPSHd 45m não cavita Valores para recalque 50mm Caso o diâmetro utilizado no recalque fosse o de 50mm esses seriam os valores de hfLat 7107 m utilizando PN125 hftotal 7177 m Hm 11775 m Eficiência da motobomba 22 Potência do motor 22 CV Comparação entre custos Tubos projeto lat 50 mm Tubulação Preço Quantidade de barras Dn 50 PN 60 38 47 Dn 50 PN 125 75 230 Dn 75 PN 60 105 0 Total 19036 277 Tubos projeto lat 75 mm Tubulação Preço Quantidade de barras Dn 50 PN 60 38 47 Dn 50 PN 125 75 0 Dn 75 PN 60 105 230 Total 25936 277 Com base nos quadros abaixo a diferença no valor das tubulações seria de R 690000 Comparação entre custos Valores gasto com energia Período 50mm 75mm Mensal 126089 31458 Anual 151307 377496 Com base no quadros abaixo podese concluir que em menos de 1 ano o valor gasto com energia no projeto com tubulação no recalque de 50 mm pagaria a diferença gerada no valor da tubulação Ce075Potcvh070452 Projeto de Hidráulica Alunos Artur Dantas José Matheus Gusmão Laercio Santos Maicon Rian Carvalho Mateus Cruz e Natanel Pessoa Prof Dr Marcelo Rocha