TCC Engenharia Mecânica - Estudo Cálculo Tubulações Máquinas Lavar Industriais

UNIVERSIDADE NOVE DE JULHO DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS EXATAS CURSO DE ENGENHARIA MECÂNICA Arthur Batista Franzon RA 3018109032 Barbara de Assis RA 3018106568 Caio Henrique Furlan RA 3018107210 Daniel Martins Vieira Junior RA 3018101125 Elder de Almeida Ferreira RA 3018106036 Elson Machado de Souza e Silva RA 3018104848 Kauê Gonçalves Magalhães da Silva RA 3018100498 Leonardo Martin Bezerra Bueno RA 3018107309 Luis Renan Teófilo Viana RA 3018105760 Mateus Alves Araújo RA 3018104640 Sarah Isabel de Oliveira RA 3018104029 Wellington Gonçalves de Brito Couto RA 918107953 ESTUDO DE CÁLCULO DE TUBULAÇÕES DE MÁQUINAS DE LAVAR INDUSTRIAIS SÃO PAULO 2022 Arthur Batista Franzon RA 3018109032 Barbara de Assis RA 3018106568 Caio Henrique Furlan RA 3018107210 Daniel Martins Vieira Junior RA 3018101125 Elder de Almeida Ferreira RA 3018106036 Elson Machado de Souza e Silva RA 3018104848 Kauê Gonçalves Magalhães da Silva RA 3018100498 Leonardo Martin Bezerra Bueno RA 3018107309 Luis Renan Teófilo Viana RA 3018105760 Mateus Alves Araújo RA 3018104640 Sarah Isabel de Oliveira RA 3018104029 Wellington Gonçalves de Brito Couto RA 918107953 ESTUDO DE CÁLCULO DE TUBULAÇÕES DE MÁQUINAS DE LAVAR INDUSTRIAIS Trabalho de Conclusão de Curso apresentado à Universidade Nove de Julho UNINOVE como requisito parcial para obtenção do grau de Bacharel em Engenharia Mecânica Professor orientador Gigliola Salerno SÃO PAULO 2022 Arthur Batista Franzon Barbara de Assis Caio Henrique Furlan Daniel Martins Vieira Junior Elder de Almeida Ferreira Elson Machado de Souza e Silva Kauê Gonçalves Magalhães da Silva Leonardo Martin Bezerra Bueno Luis Renan Teófilo Viana Mateus Alves Araújo Sarah Isabel de Oliveira Wellington Gonçalves de Brito Couto ESTUDO DE CÁLCULO DE TUBULAÇÕES DE MÁQUINAS DE LAVAR INDUSTRIAIS Trabalho de Conclusão de Curso apresentado à Universidade Nove de Julho como obtenção do grau de Bacharel em Engenharia Mecânica pela Banca Examinadora formada por São Paulo 16 de outubro de 2022 Prof Gigliola Salerno Orientador Uninove SÃO PAULO 2022 Dedicamos este trabalho a Deus a nossos familiares e a todos os professores que desempenharam um papel fundamental em nosso ensino e que levaremos para a vida profissional AGRADECIMENTOS Agradecemos em conjunto primeiramente a Deus que na qual nos capacitou até o presente momento Aos nossos familiares que nos apoiaram de diversas formas e não deixaram em qualquer momento nosso sonho ser interrompido É com muita admiração e enorme respeito que demonstramos toda nossa gratidão a professora Gigliola que dia após dia mostra sua dedicação e amor por esta profissão tão essencial na vida de todos e aos demais professores pela cooperação do esforço e ajuda para conosco que posteriormente fomos capazes de se abdicar a cada ensinamento proposto em sala de aula e transferir todo o nosso conhecimento em todos trabalhos acadêmicos e consequentemente em nossa formação profissional Concentre todos seus pensamentos na tarefa que está realizando Os raios de sol não queimam até que sejam colocados em foco Alexander Graham Bell RESUMO O presente trabalho irá abordar o que pode ser feito na engenharia mecânica além de planejamento e execução onde trará diversos aspectos relacionados ao desenvolvimento de comandos de tubulações instalações e posteriormente a efetivação do fluído que será transportado dentro de cada reservatório e assim distribuído as suas respectivas áreas O papel fundamental da engenharia é sempre ter uma análise para os possíveis casos e transparência para disponibilizar o melhor ao cliente No tema abordado de tubulações de máquinas de lavar industriais pode nos trazer diversos meios de organização e desenvolvimento do projeto a partir de cálculos estabelecidos e de equipamentos predominantes nesse projeto em específico a utilização de vapor e de condensado Fluídos A metodologia dessa execução nos traz a ideia de um projeto exploratório onde vamos dimensionar o quanto isso será evolutivo e compreensivo no âmbito empresarial possibilitando reduções e melhorias contínuas no decorrer do processo experimental Em primeira ocasião temos a elaboração de um sistema de tubulações a partir de um processo empresarial para tornar o projeto em uma execução bem explícita e de bons resultados onde iremos em busca de pesquisas cálculos e de problemas dentro de uma empresa e se aproximar de uma melhoria fundamental nas especificações solicitadas possibilitando assim contribuir no desenvolvimento do processo Palavraschave Tubulação Custo Eficiência Sistema Engenharia ABSTRACT The present work will address what can be done in mechanical engineering in addition to planning and execution where it will bring several aspects related to the development of piping commands installations and later the effectiveness of the fluid that will be transported inside each reservoir and thus distributed its respective areas The fundamental role of engineering is always to have an analysis for possible cases and transparency to provide the best to the customer On the topic of industrial washing machine pipes it can bring us various means of organization and development of the project from established calculations and predominant equipment in this project in particular the use of steam and condensate Fluids The methodology of this execution brings us the idea of an exploratory project where we will scale how much this will be evolutionary and comprehensive in the business scope enabling continuous reductions and improvements during the experimental process On the first occasion we have the elaboration of a piping system from a business process to make the project into a very explicit execution and with good results where we will go in search of research calculations and problems within a company and approach of a fundamental improvement in the requested specifications thus making it possible to contribute to the development of the process Keywords Piping Cost Efficiency System Engineering LISTA DE FIGURAS Figura 01 Retorno de condensado 21 Figura 02 Classificação de tubos para condução 21 Figura 03 Isométrico das linhas de alimentação de vapor 22 Figura 04 Linhas de alimentação de água industrial 23 Figura 05 Planta de tubulação e suportes 24 Figura 06 Linhas de alimentação de ar comprimido 25 Figura 07 Especificação da luminária 30 Figura 08 Implantação geral da lavanderia 31 Figura 09 Detalhe dos suportes 33 LISTA DE TABELAS Tabela 1 Equipamentos elétricos 32 Tabela 2 Análise de custo 35 LISTA DE ABREVIATURA E SIGLAS ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas ANEEL Agência Nacional de Energia Elétrica ASHRAE American Society of Heating Refrigerating and Air Conditioning Engineers HCFC Hidroclorofluorcarbono HVAC Heating Ventilation and Air Conditioning NBR Norma Brasileira Regulamentadora NR Norma Regulamentadora PSI PoundForce per Square Inch UR Umidade relativa USGBC United States Green Building Council VRF Fluxo de Gás Refrigerante Variável LISTA DE SÍMBOLOS A Área e Espessura D Diâmetro ƒ Fluxo de calor K Condutividade térmica do material L Comprimento de seção reta da tubulação n Número de singularidades p Densidade em kgs por metro cubico Pcs Perda de carga na seção das curvas Pct Perda de carga total pv Pressão parcial de vapor dágua pvs Pressão de vapor dágua saturado 𝑄 Vazão em kgs 𝑄 equipamentos Taxa de calor emitido por equipamento 𝑄 iluminação Taxa de calor emitido por equipamento 𝑄 latente Taxa de calor latente 𝑄 piso Taxa de calor emitido pelo piso 𝑄 pe Taxa de calor emitido por paredes externas 𝑄 sensível Taxa de calor sensível 𝑄 teto Taxa de calor emitido pelo teto 𝑄 ve Taxa de calor emitido pelos vidros externos T Temperatura Re Reynolds T1 Temperatura interna T2 Temperatura externa TBS Temperatura de bulbo seco TBU Temperatura de bulbo úmido v Velocidade V Viscosidade SUMÁRIO LISTA DE FIGURAS 9 LISTA DE TABELAS 10 LISTA DE ABREVIATURA E SIGLAS 11 LISTA DE SÍMBOLOS 12 1 INTRODUÇÃO 18 11 Objetivos gerais 19 12 Objetivos específicos 19 13 Justificativa 19 2 METODOLOGIA 18 3 REVISÃO DE LITERATURA 19 31 Civil 19 311 Piso 19 312 Parede recebimento 19 313 Portas entre ambientes 19 314 Balcão de Atendimento 19 32 Tubulação 19 321 Premissas para tubulação de vapor e condensando 19 322 Tubulação Lavadoras 21 3221 Tubulação de Vapor 21 3222 Tubulação de Água 22 3223 Tubulação de Ar Comprimido 23 3224 Drenagem 23 323 Tubulação Secadores 25 3231 Vapor 25 3232 Condensado 25 3233 Dutos de Exaustão 26 3234 Cálculos 26 33 Iluminação 30 34 Climatização 30 35 Instalações Elétricas 31 36 Escopo Fornecimento 32 361 Escopo Fornecedor 32 362 Escopo Cliente 33 4 ANÁLISE DE CUSTOS 35 5 ANÁLISE DE RESULTADOS 36 51 Considerações finais 36 52 Manual de operações e segurança 37 6 CONCLUSÃO 39 REFERÊNCIAS 40 16 1 INTRODUÇÃO Na área da Engenharia mecânica temos uma ampla diversidade em situações quando nos referimos a economia desenvolvimento e questões de consumo Por se tratar de desenvolvimento essa área é bem dinâmica onde pode se abordar diversas diretrizes até achar o ponto ideal para a regularização de processos de criação e consequentemente chegar na solução final levando em conta a abrangência que a tecnologia vem se propagando e nos possibilitando maior conhecimento e diversificação de materiais equipamentos e até mesmo programas para eventuais situações mais complexas Com o passar dos anos a evolução com os sistemas hidráulicos vem se desenvolvendo em grande escala para achar soluções no custo benefício a vida econômica dentro das empresas através de gases tornando os sistemas de tubulações mais enriquecidos proporcionando crescimento de normas e facilitação da mão de obra Para que uma empresa possa seguir os parâmetros de desenvolvimento de qualquer sistema de tubulação de gás hidráulica ou pneumática ela deve ser orientada pela norma ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas sendo que a NBR 6493 estabelece os principais requisitos das cores para identificações das tubulações nas indústrias ao fazer instalações na canalização de fluídos e materiais fragmentados ou condutores elétricos com a finalidade de minimizar riscos e evitar acidentes Também vale ressaltar a NBR 17505 onde estabelece os principais requisitos dentro das conformidades de projetos de instalações de produtos armazenados no manuseio ou também na utilização de líquidos inflamáveis e consequentemente combustíveis incluindo posteriormente os resíduos líquidos armazenados em tanques estacionários ou em recipientes 11 OBJETIVOS GERAIS Este trabalho de formação de curso tem como base levantar estudos cálculos do sistema de tubulação de maquinas de lavar industriais obtendo mais informações para compreender e resolver os problemas de um sistema de tubulação das maquinas de lavar industriais Onde iremos realizar diversos cálculos como calcular a velocidade do fluido na primeira seção da tubulação cálculos de perda de cargas 17 entre outros assim obtendo resultados para solucionar estes problemas 12 OBJETIVOS ESPECÍFICOS Com o objetivo de identificar e selecionar os fluídos que possuem as melhores características com tendência a uma melhor utilização e reação leva se em consideração os estudos e registros o fluído R22 não é o melhor indicado por ter riscos ao meio ambiente e também á saúde pública contribuindo para a destruição da camada de ozônio Foi comprovado que ao contrário do R22 o fluído R410A é classificado melhor ecologicamente por não possuir átomos de cloro em sua composição Outro fator importante é a diferença de consumo de energia e manutenção quanto utilizado um desses fluídos O ar condicionado necessita do uso de óleo para lubrificação dos compensadores durante seu funcionamento Os compensadores que são projetados para utilizar o R22 usam o óleo mineral e quando projetados para o R410 usam o óleo sintético A projeção para R410 é melhor ecologicamente e também é mais solúvel equiparado ao R22 o R410 causa um menor desgaste do compensador que também tem uma vida útil maior impactando diretamente na quantidade de manutenção e também no consumo de energia 13 JUSTIFICATIVA É de suma importância colocarmos em pauta a necessidade de um profissional qualificado na área não apenas para realizar um levantamento de custos para a empresa mas proporcionar um projeto que satisfaça as necessidades do mesmo com qualidade e qualificações dentro dos padrões NBR como visto é necessário para cada aplicação industrial seja os elementos hidráulicos elétricos pneumáticos ou de tubulação estarem de acordo com as normas NBR para que futuramente não venham causar quaisquer problemas para a empresa ou cliente Sendo assim indispensável a presença de um profissional na área para atender todos os requisitos necessários 18 2 METODOLOGIA Este projeto consiste em um estudo de caso para o desenvolvimento e instalação de um sistema de máquinas de lavar industriais Para sua elaboração foram realizadas pesquisas bibliográficas em apostilas e livros específicos do ramo de tubulações e fluídos Foram realizadas reuniões em grupo para que fosse estabelecido as dimensões do projeto e as responsalibidades de cada integrante Foram consultados fornecedores e sites de buscas e reclamações da internet para constatar as principais necessidades observadas ao longo do tempo a fim de avaliarmos a viabilidade financeira do projeto em comparação frente à concorrentes O auxílio de desenhos técnicos será para demonstrar os locais em quais os aparelhos serão alocados e para facilitar o entendimento da infraestrutura da empresa junto aos cálculos referente ao projeto 19 3 REVISÃO DE LITERATURA 31 Civil 311 Piso O piso deverá ser executado em concreto polido É extremamente importante o nivelamento do mesmo pois serão instalados mesas prateleiras equipamentos com vibração mecânica Para lavadoras considerar peso de 1300 kg e secador 1100 kg Os desenhos de instalação estão anexados 312 Parede recebimento Deverá ser construída uma parede para separarmos a roupa antes do processo de higienização Essa parede deverá ser adequada para permitir a lavagem do piso não danificando a mesma 313 Portas entre ambientes As portas entre a lavanderia e o estoque de roupa processada deverá ter largura de 12 metros ou mais 314 Balcão de Atendimento Deverá ser construído um balcão de atendimento conforme local indicado no desenho A construção deverá ser em alvenaria ate uma certa altura possuir um balcão em inox para permitir higienização e vidro para separação e visualização 32 Tubulação Tubo é um conduto fechado oco geralmente circular destinado ao transporte de fluidos Por outro lado tubulação é um conjunto de tubos conexões válvulas e acessórios formando uma linha para a condução de fluidos ZATTONI 2008 321 Premissas para tubulação de vapor e condensando SARCO2005 Quando cedermos calor para a água sua temperatura aumenta até atingir um determinado valor A partir de certa temperatura a água não tem mais como se manter em estado líquido Esse valor corresponde ao ponto de ebulição ou seja qualquer aumento de calor fará com que parte desta água ferva se transformando em vapor De modo simples podese dizer que vapor nada mais é que a união do elemento químico água com o elemento físico energia ou calor O vapor é gerado a partir da água fluído encontrado em abundância e com valor 20 relativamente baixo em praticamente todo o planeta Sua temperatura pode ser facilmente ajustada com precisão através de sua pressão Além disso pode ser transportado de maneira fácil através de tubulações podendo percorrer grandes distâncias entre os pontos de geração e utilização Pode transportar grandes quantidades de energia com pouca massa Devem ser utilizados os materiais solicitados para cada insumo e em caso de alternativas pode ser ajustado o material conforme acordo prévio entre o cliente e a lavanderia A montagem da tubulação de vapor e condensado deve ser realizada sobre pontos moveis fixos sapatas prevendo a dilatação da tubulação e consequente movimentação A tubulação deve ser inclinada em 2mm metro linear no sentido do fluxo para facilitar o escoamento de condensados Para a linha de vapor deverá ser considerado drenos de linha tipo bota a cada 30 metros Para os flanges de fixação utilizar modelo ANSI B165 compatível as pressões de linha As juntas de vapor devem ser do tipo grafitadas com malha metálica Para todos os purgadores deve ser contemplado filtro em ferro fundido de classe de pressão compatível com tela interna de 100 mesh Os pontos de conexão com os equipamentos deverão ser feitos com saídas perpendicular à linha principal sempre orientadas para cima evitando o arraste de condensado da linha e contemplando 2 curvas de 90 e válvula tripartida 150 passagem plena Identificação da rede de vapor com cores conforme norma utilizando de adesivos específicos a aplicação indicando o tipo de fluido e a direção a cada 2 metros Válvulas de bloqueio tripartida passagem plena rosca 150 Libras passagem plena interno em PTFE reforçado Preto e pressão de operação compatível com a linha de operação Deve ser contemplada válvula de segurança caso a fonte geradora de vapor tenha capacidade de exceder 150 libras Contemplar isolamento com material lã de rocha ou similar para condutividade menor ou igual a 004W metro linear utilizar para acabamento do isolamento alumínio liso Para drenagem de condensado da linha vapor utilizando de purgador termodinâmico de ½ ou boia conforme padrão da empresa demonstrado na figura 01 21 Figura 01 Retorno de condensado Fonte Relatório de inspeção de purgadores empresa Disparco TLV Todas as tubulações devem ser dotadas de válvulas na entrada do prédio da lavanderia assim é possível isolar a lavanderia do sistema principal em caso de manutenção 322 Tubulação Lavadoras 3221 Tubulação de Vapor Para esse sistema utilizase a tubulação de vapor e condensado tubo aço preto sem costura Schedule 40 A106 Na figura 2 está sendo exemplificado quais os tipos e utilidades dos tubos para condução Diâmetro da tubulação principal 212 Tubulação de vapor e condensado tubo aço preto sem costura Schedule 40 A106 Diâmetro da tubulação principal 212 Contemplar válvulas de esfera tripartida passagem plena 150 libras rosca NPT com teflon interno reforçado para alta temperatura 170C As três picagens na rede de vapor devem ser realizadas de forma perpendicular à rede principal apontando para cima Para ambas as picagens contemplar válvula de 34 Figura 02 Classificação de tubos para condução Fonte Cálculo tubulação de vapor Na figura 03 está sendo exemplificado um tipo de fluxograma isométrico denominando o funcionamento do sistema 22 Figura 03 Isométrico das linhas de alimentação de vapor Fonte do autor 3222 Tubulação de Água Tubulação de água utilizar tubo DIN2440 galvanizado ou tubulação Inox 304 5S ou de espessura superior Tubulação principal de 3 com 15 m³h de vazão disponível Contemplar válvulas de esfera tripartida 150 libras passagem plena rosca NPT com vedação em Teflon As picagens na rede de água devem ser realizadas de forma perpendicular à rede principal apontando para baixo Para ambas as picagens contemplar válvula de 112 conforme exemplificação do fluxograma da figura 04 23 Figura 04 Linhas de alimentação de água industrial Fonte do autor 3223 Tubulação de Ar Comprimido Tubulação de ar utilizar tubo DIN2440 galvanizado ou tubulação Inox 304 5S ou de espessura superior que atenda a pressão de trabalho de 6 bar Contemplar rede de ar comprimido com diâmetro de 1 dotada de válvulas de esfera tripartida 150 libras rosca NPT com vedação em Teflon As duas picagens na rede de ar comprimido devem ser realizadas de forma perpendicular à rede principal apontando para cima Para ambas as picagens contemplar válvula de 12 3224 Drenagem A drenagem será individual e cada máquina descarrega o efluente através de uma tubulação PEAD ou Aço Carbono resistente a 80C para a drenagem na rua Essa tubulação ficará no nível do piso não sendo necessário a abertura de canaleta específica As figuras 05 e 06 exemplificam com um fluxograma de funcionamento 24 Figura 05 Planta de tubulação e suportes Fonte do autor 25 Figura 06 Linhas de alimentação de ar comprimido Fonte do autor 323 Tubulação Secadores Tubulação de vapor e condensado tubo aço preto sem costura Schedule 40 A106 3231 Vapor Diâmetro da tubulação principal 212 Contemplar válvulas de esfera tripartida 150 libras rosca NPT com teflon interno reforçado para alta temperatura 170C As três picagens na rede de vapor devem ser realizadas de forma perpendicular à rede principal apontando para cima Para ambas as picagens contemplar válvula de 34 3232 Condensado Diâmetro da tubulação principal 112 Contemplar válvulas de esfera tripartida 150 libras rosca NPT com teflon interno reforçado para alta temperatura 170C As três picagens na rede de vapor devem ser realizadas de forma perpendicular à rede principal apontando para cima Para ambas as picagens 26 contemplar válvula de 34 3233 Dutos de Exaustão Os dutos de exaustão deverão ser fabricados em chapa galvanizadas As dimensões serão passadas após a aquisição dos equipamentos pois depende de cada fabricante Esses dutos iniciam atras do equipamento atravessam a parede e devem ser conectados a uma caixa coletora de felpa 3234 Cálculos Para a análise das perdas que ocorrem na tubulação estudada primeiramente foram recolhidos alguns dados primários para o cálculo da perda de carga que está ocorrendo no momento e também simularmos futuras perdas de carga que irão ocorrer quando a caldeira operar com maiores pressões A caldeira utilizada pela empresa tem uma capacidade de trabalho máximo de 10 kgfcm² porém atualmente a mesma trabalha com uma pressão de 65 kgfcm² De acordo com o manual da caldeira com essa pressão a vazão de vapor superaquecido a 170ºC é de 2992 kgh ou 0831 kgs A tubulação foi dividida em 2 seções para efeito de cálculos pois cada seção tem um diâmetro diferente Na primeira seção temos um tubo de 8 02027 m e um comprimento de 273 m Na segunda seção temos um tubo de 312 009586 m e um comprimento de 1643 m O primeiro passo então foi calcular a velocidade do fluído na primeira seção da tubulação Para isso utilizamos a fórmula da vazão Q pAv 0831 kgs 04902 kgm³π02027²2v v 525 ms Onde Q Vazão em kgs Manual da caldeira p Densidade em kgm³ Tabelado A Área em m v Velocidade em ms A velocidade recomendada para vapor superaquecido de 150 a 200ºC é de 35 a 50 ms de acordo com Sarco 2005 Percebese porém que mesmo com a utilização da caldeira com 65 da sua capacidade ja temos uma velocidade acima da recomendada para esta seção O cálculo da perda de carga foi realizado na seqüência 27 Re vDѵ Re 525 ms 02027m311x106 Re 34x105 Onde Re Reynolds v Velocidade D Diâmetro Ѵ Viscosidade Tabelado ɛD 0045mm2027mm 00002 Rugosidade Interpolando os valores de rugosidadeɛ e Reynolds no gráfico temos o fator f00165 Para a perda de carga na primeira seção na tubulação reta temos Pc1 fLDpv²2 Pc1 00165273m02027m04902kgm³525ms²2 Pc1 1501Pa Onde L Comprimento da seção reta da tubulação Perda de carga na primeira seção nas curvas Pcs1 Kpv²2n Pcs1 0904902kgm³ 525ms²24 Pcs1 24043Pa Onde K fator de perda de carga singular 90º 09 45º 04 n Número de singularidades Perda de carga total na primeira seção Pct1 Pc1 Pcs1 Pct1 1501Pa 24043Pa Pct1 39053Pa Para os cálculos de perda de carga na 2 seção da tubulação se fez necessário o cálculo da nova velocidade pois o diâmetro da tubulação é reduzido para 9586mm ou 009586m Q pAv 0831kgs 04902 kgm³πo009586²2v v 2349 ms Re vDѵ Re 525 ms 009586m311x106 Re 72x105 ɛD 0045mm9586mm 000047 Rugosidade 28 Interpolando os valores de rugosidade e Reynolds no gráfico temos o fator f0017 O comprimento da segunda seção é de 1643m Pc2 fLDpv²2 Pc2 0017 164300958604902kgm³2349ms²2 Pc2 394056Pa Perda de carga na segunda seção nas curvas de 90º Pcs290º Kpv²2n Pcs290º 0904902kgm³ 2349ms²29 Pcs290º 109545Pa Perda de carga na segunda seção nas curvas de 45º Pcs245º Kpv²2n Pcs245º 0404902kgm³ 2349s²22 Pcs245º 10819Pa Pcst2 Pcs290ºPcs245º Pcst2 109545Pa10819Pa Pcst2 120364Pa Perda de carga total da segunda seção Pct2 Pc2 Pcst2 Pct2 394056Pa 120364 Pct2 484420Pa Perda de carga total na tubulação inteira Pct Pc1 Pct2 Pct 39053Pa 484420Pa Pct 4883253Pa Pct 501 kgfcm² Podemos observar uma enorme perda de carga uma vez que a pressão de saída é de 65 kgfcm² e a perda de carga nestas condições de trabalho são de 501 kgfcm² Ficou evidente que a perda de carga maior foi justamente na segunda seção da tubulação onde encontramos uma redução no diâmetro e conseqüentemente um 29 aumento considerável na velocidade Afim de reduzir a perda de carga o diâmetro tem de permitir o escoamento do fluído a uma velocidade entre 35 e 50 ms Como a capacidade máxima da caldeira é de 10kgfcm² e num futuro próximo essa capacidade possa passar a ser utilizada tomamos como base para os cálculos a pressão de 10kgfcm² assim como a velocidade de 50ms afim de dimensionar a tubulação que proporcione uma menor perda de carga Operando a 10 kgfcm² o manual da caldeira afirma uma vazão de 4428 kgh ou 123 kgs Q pAv 123kgs 04902kgm³πD²250 D 0253m O tubo comercial mais próximo deste diâmetro tem 0263m de diâmetro interno sendo este um tubo com um diâmetro comercial de 10 portanto 123 kgs 04902 kgm³π0263²2v v 462ms Percebese já no início que com a tubulação de 0263m de diâmetro a velocidade já diminui e fica dentro da recomendada Re vDѵ Re 462 ms 0263m311x106 Re 39x105 ɛD 0045mm263mm 000017 f 0015 Como agora não existe mais diferença de diâmetro na tubulação o cálculo da perda de carga é feito em apenas 2 etapas Primeiramente a perda de carga na parte reta e outra na parte das curvas singularidades Pc fLDpv²2 Pc 00151916m0263m04902kgm³462ms²2 Pc 571685Pa Pcs90º Kpv²2n Pcs90º 0904902kgm³ 462ms²213 Pcs90º61209Pa Pcs45º Kpv²2n Pcs45º 0404902kgm³ 462s²22 30 Pcs45º 4185Pa Pcst Pcs90º Pcs45º Pcst 65394Pa Perda de carga total na tubulação inteira Pct Pc Pcst Pct 571685Pa 65394Pa Pct 1225625Pa 0125kgfcm² 33 Iluminação Uma boa iluminação propicia a visualização do ambiente permitindo que as pessoas vejam se movam com segurança e desempenhem tarefas visuais de maneira eficiente precisa e segura sem causar fadiga visual e desconforto Na figura 07 descrevese o tipo de iluminação adequada Conforme Item 5 referência da tabela grupo 12 da NBR10898 para serviços de lavanderia e limpeza a seco devese comtemplar Iluminância 300 Lux Índice limite de ofuscamento de 25 UGRl Índice de reprodução de cor de no mínimo 80 Ra Abaixo exemplo de especificação de luminária Figura 07 Especificação de luminária Fonte NBR10898 34 Climatização O ambiente deve ser ventilado e arejado com renovação de ar que atenda a NBR 16401 O conforto térmico do local deve atender ao IBUTG conforme NR15 A figura 08 exemplifica a implementação geral do sistema na lavanderia 31 Figura 08 Implantação geral da lavanderia Fonte do autor 35 Instalações Elétricas Os equipamentos estão divididos em circuitos e o posicionamento do painel QDF01 pode ser alterado conforme a avaliação da instalação Na tabela 01 está sendo mencionado os materiais necessários para a instalação O Painel QDF01 deve contemplar um disjuntor principal compatível com a tabela e as ramificações indicadas abaixo na relação de equipamentos Os disjuntores devem ser do tipo Curva D para Lavadoras e Curva C para os demais equipamentos Todos os circuitos devem contemplar um cabo de aterramento compatível com a carga correspondente Fica a critério do cliente fabricar apenas 1 painel para toda a instalação ou separar em 2 ou mais Esses painéis são de responsabilidade do cliente assim como todos os cabos e matérias necessários Ficará a cargo do fornecedor apenas a ligação dos cabos nos equipamentos 32 Tabela 01 Equipamentos elétricos Equipamento Rede Tensão Potência Cabo Corrente Disj V Kw mm² A Dosador químico Bifásico 220 2 25 909 16 Balança Bifásico 220 1 25 455 10 Tomada uso geral 01 Bifásico 220 2 25 909 10 Tomada uso geral 02 Bifásico 220 2 25 909 10 Tomada uso geral 03 Bifásico 220 2 25 909 10 Tomada uso geral 04 Bifásico 220 2 25 909 10 Máquina de costura Bifásico 220 5 6 2273 25 Passadoria Bifásico 220 5 6 2273 25 Etiquetagem Bifásico 220 2 25 909 10 Lavadora Extratora 50Kg Trifásico 380 4 4x40 11 16 Lavadora Extratora 50Kg Trifásico 380 4 4x40 11 16 Lavadora Extratora 50Kg Trifásico 380 4 4x40 11 16 Secador Rotativo 50Kg Trifásico 380 26 4x40 7 25 Secador Rotativo 50Kg Trifásico 380 26 4x40 7 25 Secador Rotativo 50Kg Trifásico 380 26 4x40 7 25 Fonte do autor 36 Escopo Fornecimento 361 Escopo Fornecedor 03 Lavadoras Extratora a vapor 50Kg 03 Secadores Rotativo a vapor 50Kg Carrinhos para transporte de roupa Mesas para dobra Purgadores para equipamentos Sistema de dosagem química Instalação das lavadoras e secadores sendo conexão hidráulica a 33 partir da válvula sobre a máquina Ligação do cabo elétrico na máquina os cabos devem ser passados pelo cliente até a máquina Interligação e passagens de mangueiras do sistema de químicos 362 Escopo Cliente Tubulações vapor água condensado drenagem e acessórios válvulas e filtros Serviços de ordem Civil piso parede portas janelas contenção químicos Grades para isolar a área de estoque de químicos Base civil caso o piso atual não suporte Painel elétrico cabos tomadas bandejamento e acessórios Iluminação Na figura 09 é exemplificado os materiais de suporte necessários para o sistema em questão Figura 09 Detalhe dos suportes Fonte do autor 34 Sistema de Prevenção Contra Incêndio de acordo com projeto aprovado pelo Corpo de Bombeiros e AVCB do empreendimento Chuveiro lava olhos Climatização Agua potável para os colaboradores bebedouro Todo serviço de instalação exceto os descritos como de responsabilidade do fornecedor 35 4 ANÁLISE DE CUSTOS A análise de custos foi levantada focando nas despesas dos processos nos quais foram atendidos os orçamentos dos valores dos equipamentos e dos componentes utilizados e necessários para as instalações A base de custo de alguns equipamentos é variado de acordo com a necessidade que o projeto pode apresentar ao decorrer do seu funcionamento e a sua importância está no fato de analisar o valor gerado para instalação onde estão interligados a tubulações e suportes Para chegar ao valor de elaboração final do projeto é necessário calcular a mão de obra especializada para garantir a qualidade do serviço horas de engenharia e serviços terceirizados caso aparente ser necessário Portanto é mostrando na tabela 19 os custos do projeto citando os equipamentos e componentes e também a mão de obra especializada concluise que o valor de venda final para este projeto é de R 4588336 Tabela 02 Análise de custos Fonte do autor ITEM COMPONENTE DESCRIÇÃO QUANTIDADE VALOR UND VALOR TOTAL LAVADORA EXTRATORA EA135 1400W 220V IPC 2 329890 R 659780 R SECADOR DE AR COMPRIMIDO 466 PCM 220V 1 454500 R 454500 R DOSADOR QUIMICO BALANÇA ELETRONICA 1 1549000 R 1549000 R TUBO QUADRADO 100 X 100 X 200 MM 1 56620 R 56620 R TUBO RETANGULAR 304 A554 100X60X200MM POLIDO 5 16200 R 81000 R TUBO QUADRADO 304 A554 100X100X15MM POLIDO 2 15020 R 30040 R PORCA SEXT 34 CH 118 ZB 90 R 302 120776 R PORCA SEXT 58 INOX 304 120 R 180 108000 R PORCA SEXT FERRO 58 CH 516ZINC 50 R 180 72000 R PORCA TORNEADA C 516 NC 1 4715 R 4715 R ARRUELA LISA 516 INOX 304 1 2280 R 2280 R ARRUELA LISA GALVANIZADA 58 20 R 060 1200 R BUCHA NYLON S10 30 R 110 3300 R FITA ISOLANTE 3M IMPERIAL 20MTS 2 R 690 1380 R ABRACADEIRA PLASTICA T80M PTA C200 2 3720 R 7440 R ABRACADEIRA INCA 58 X 34 4 R 195 780 R ABRACADEIRA GRAMPO U B 1 14 15 R 475 7125 R ELETRODO 7018 18 5 2900 R 14500 R ELETRODO TUNGSTENIO WT20 THORIO 10 2130 R 21300 R KIT PLUG CONECTORES 8 3790 R 30320 R CAPA DO ELETRODO CURTA 4 R 570 2280 R ISOLAMENTO TERMICO GERAL 5 110000 R 550000 R MÃO DE OBRA 1 810000 R 810000 R VALOR TOTAL 4588336 R 36 5 ANÁLISE DE RESULTADOS Através dos resultados obtidos por meio dos cálculos deste trabalho podemos fazer uma analise positiva dos resultados de um sistema de tubulação Levantando estudos com base de achar soluções no custo benefício à vida econômica dentro das empresas através de gases com isso o sistema de tubulação acaba sendo a melhor opção em custo benéfico e facilitando na mão de obra e em possíveis manutenções Vale lembrar que todos esses processos devem seguir as seguintes normas ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas NBR 6493 onde são estabelecidos alguns requisitos como colocando cores para identificações das tubulações nas indústrias e a NBR 17505 já tem como finalidade estabelecer os principais requisitos dentro das conformidades de projetos de instalações Com base feita em pesquisa com um de nossos clientes que estava passando por um problema onde conversando e analizandos o problema foi feito estudos pesquisas e análises sobre as melhores estruturas de equipamentos de tubulações onde a foram instaladas novas tubulações em todos os tipos de passagem de fluídos mostrou que a empresa teria outras opções de lavagem Com isso podemos afirmar que o projeto chegou às soluções em que a empresa esperava 51 CONSIDERAÇÕES FINAIS A finalidade do projeto consistiu em trazer benefício para a empresa que nos contatou para efetivar a implementação de um novo sistema de lavagem de seus utensílios onde a mesma encontrava problemas tanto no desperdício no tempo gasto e no seu orçamento Posteriormente a equipe de análise obteve a seguinte ideia da utilização de equipamentos sustentáveis que trará benefícios e custodiar no orçamento podendo assim utilizarmos componentes de boa qualidade e trazer dentro do ambiente uma tecnologia inovada Com o decorrer da obra podese notar a utilização de alvenaria para a aprimorar os componentes e deixar o ambiente mais sofisticado porquanto deixará um projeto mais estético e possibilitando algumas alterações futuramente A equipe de arquitetura nos indicou que nesse conjunto de fatores teria que ser necessário um ambiente agradável para os funcionários pois sabese que nas tubulações passará 37 fluídos com temperaturas extremamente elevadas foi então que se utilizou tipos de pisos específicos para que não houvesse acidentes divisórias entre as roupas que terão que passar pela lavagem e as que já foram finalizadas e o balcão de atendimento Ao decorrer da obra a empresa solicitou a equipe de Engenharia Mecânica que pudesse implementar um sistema de tubulações que utiliza o fluido aquecido como energia renovável para suas maquinas onde seria a utilização do vapor que posteriormente traria o retorno como condensado Essa maneira de utilizar os fluidos consistiu na compra de equipamentos como tubulações válvulas vedações específicas para graus elevados de temperatura e também para cada tipo de fluído dutos de exaustão com tratamento galvanizado sistema de drenagem iluminação instalações elétricas e sistema climatizado Portanto na finalização do escopo do projeto foi entregue à empresa os cálculos obtidos e toda a planta do sistema de tubulação de maneira adequada para o novo funcionamento que foi a concedido com sucesso e chegando a especificações em que a empresa esperava 52 MANUAL DE OPERAÇÕES E SEGURANÇA De acordo com o manual de operações seguem as recomendações de segurança A lavanderia deve estar melhor localizada no térreo próximo à área de serviços gerais Para lhe dar a posição mais correta e adequada deve ser considerado o transporte e circulação da roupa distâncias considerando os fatores a seguir tempos e movimentos ruídos e vibrações odores calor risco de contaminação futura expansão localização das caldeiras custo de construção orientação solar 38 Sistema de segurança é composto por botão de emergência monitorado por relé de segurança e sensor magnético que impede o funcionamento da máquina com a porta aberta Posicionamento do cesto com porta fechada e em baixa velocidade Há um risco de incêndio ou de choque elétrico Não deixe um aquecedor ou outro eletrodoméstico próximo do cabo de alimentação Não guarde nem utilize gás inflamável ou combustíveis perto do produto Desligue a corrente antes de limpar ou arrumar o produto Quando o aparelho não está a ser utilizado por um longo tempo deixe fora da corrente ou desligue o disjuntor Se houver uma fuga de gás inflamável desligue o gás e abra uma janela para ventilação antes de ligar o aparelho Se o aparelho emitir sons estranhos ou soltar pequenos elementos ou fumo desligue o interruptor ou desligue o cabo de energia 39 6 CONCLUSÃO Sabe se que o desenvolvimento do projeto é chegar a causa de um problema dentro de uma empresa onde aderimos a contribuição de pesquisas e análises sobre estruturas de equipamentos de tubulações para implementar um sistema de instalação de lavanderia interna dentro da mesma afirmando se que o projeto chegou nas soluções em que a empresa esperava Com a elaboração do projeto pode se notar que detalhes também são fundamentais para o equilíbrio do sistema como um todo pois acredita se que somente os cálculos não trariam o resultado final mas como pode se notar divisórias e itens de construção civil fazem o diferencial para esse sistema de tubulações que na qual trouxe êxito e consequentemente as especificações de cada tubo válvula e filtros ideiais para cada tipo de fluído A Implementação das tubulações em todos os tipos de passagem de fluídos mostrou que a empresa teria outras opções de lavagem e consequentemente a climatização na conclusão de todos os processos mas deve se ressaltar a importância das válvulas no projeto onde são fundamentais para a conclusão do mesmo pois darão a pressão ideal para cada fluído Portanto é fundamental cada ponto específico do projeto como um todo porquanto é na execução que tudo se planeja e na conclusão que tudo se soluciona da melhor forma possível 40 REFERÊNCIAS André Cristiano Pederiva Rafael Mattioni Professor Dr Ademar Michels DIMENSIONAMENTO DE UMA TUBULAÇÃO DE VAPOR PARA UMA FÁBRICA DE RAÇÃO ANIMAL Disponível em fileCUsersBOOKDownloadsCALCULO20TUBULAC387C383O20D E20VAPORpdf Acesso em 14102022 SARCO Spirax Curso de Projetos de Sistema de Vapor 2005