MAPA – HIDRÁULICA – 52/2023

Ao estudar a disciplina Hidráulica, observamos que se encontra no ramo da Engenharia Civil cuja principal atribuição é o planejamento e execução de obras ligadas aos diversos usos dos recursos hídricos, atendendo às necessidades básicas da população e possibilitando melhorias na saúde pública e também nas atividades econômicas. Nesta atividade você é o(a) Engenheiro(a) deverá estimar o conjunto motobomba a ser utilizado em um prédio residencial de múltiplos andares.

ETAPA 1

Para esta primeira etapa, inicialmente você Engenheiro(a) deverá estimar o consumo diário de um prédio residencial de múltiplos andares contido na cidade de Maringá-Pr. Para concepção de projeto, considere as seguintes questões: Torro residencial com térreo + 15 pavimentos tipo; não possui apartamentos no térreo; cada pavimento possui 8 apartamentos; cada apartamento possui 3 dormitórios; Área de cada apartamento é de 70 m². OBS: Considere 1 mês com 30 dias. Para o cálculo do consumo diário utilize a tabela de consumo potencial da SANEPAR que está em anexo

ETAPA 2

Para esta segunda etapa, inicialmente você Engenheiro(a) conhecedor(a) das propriedades hídricas e dos fatores que influenciam as perdas de carga em tubulações, irá determinar a vazão (Q) e a altura manométrica da bomba (Hm). Para o cálculo da vazão da bomba, a mesma será determinada em função da regularidade com que se deseja que a bomba entre em funcionamento num período de 24h. Para este projeto, será adotado: 3 períodos de 1:30h (cada) em um dia (24h). Vazão: Q=Cd/t Sendo, Q –

Vazão (m³/h); Cd – Consumo diário (m³); t – número de horas da bomba em

funcionamento (horas) * em um dia (24h). Para a determinação dos diâmetros, a NBR recomenda o emprego da Fórmula de Forchheimmer para a escolha do diâmetro (DI) de recalque:  

Onde: Dr – diâmetro externo estimado para a tubulação de recalque (m); Q – vazão (m³/s);

Dr – diâmetro externo estimado para a tubulação de recalque (m);  Q – Vazão (m³/s);

N – Número de horas da bomba em funcionamento (horas). OBS: β e t tem o mesmo valor. Para a determinação do diâmetro comercial (DE) de recalque deve-se verificar os diâmetros na tabela do anexo II. OBS: O diâmetro sempre será o valor comercial acima do valor encontrado. Deve-se utilizar para o projeto a tubulação de CPVC. Para a determinação do diâmetro comercial (DE) da tubulação de sucção (Ds), utilizará 1 (um) diâmetro comercial superior ao diâmetro de recalque (Dr). Perda de Carga Para a

determinação da perda de carga, utiliza-se a fórmula de Fair-Whipple-Hisao, sugerida

pela NBR 5626. Para tubos lisos (CPVC):

Onde, J – é a perda de carga unitária, em kPa/m; Q – é a vazão estimada considerada, em L/s; D – é o diâmetro interno do tubo, em milímetros. Deve-se calcular a perda de carga unitária para a tubulação de sucção e tubulação de recalque. Verificação da velocidade deve-se realizar a verificação da velocidade do escoamento que deverá estar de acordo com o estabelecido pela NBR 5626/98. Q = V.A Para a verificação de projeto a velocidade deve estar: V ≤ 3m/s OK! Determinação da perda de carga total (J total) para a análise do projeto, você utilizará a projeto isométrico da instalação predial (Figura 1). Figura 1 – Projeto isométrico da instalação predial.

Fonte: Autor (2023).

Considere os comprimentos real e equivalentes. Para os comprimentos equivalentes considerar: Entrada de borda na sucção e saída da canalização no recalque. Também considere utilizar o Joelho 90° na mudança das direções. Verificam-se os comprimentos equivalentes (Le) na tabela do Anexo III. Para o cálculo da perda de carga total (J total)

Deverá ser calculado o Jtotal (Hs) para a sucção e o Jtotal (Hr) para o recalque.

ETAPA 3

Especificação da Bomba Instalada

Para a determinação da altura manométrica (Hm), deve-se realizar o cálculo da diferença entre a carga ou energia do escoamento à saída e à entrada da bomba.

Sendo,

Hm = altura manométrica total (m.c.a);

Hg = altura estática total (altura geométrica);

Hs e Hr = perda de carga total (distribuída e localizada) nas tubulações de sucção e recalque.

Para a estimativa da potência hidráulica da bomba:

Onde,

Q – Vazão (m³/s);

Hm – altura manométrica (m.c.a);

Para a estimativa da potência real da bomba:

Onde,

P_H – Potência Hidráulica (CV); ηMotor

– Rendimento do motor; ηBomba – rendimento da bomba. OBS: Considere para este projeto um rendimento de 60% para o conjunto motobomba. Para a estimativa da potência nominal da bomba:

Onde,

P_I – Potência Ideal (CV);

F_S – Fator de Segurança.

Tabela 1 – Fator de segurança motores elétricos.

ANEXO I – Tabela de consumos potenciais SANEPAR.

Fonte: SANEPAR.

Anexo II – Diâmetros externo, interno e nominal das tubulações

. Fonte: Macintyre, 2017.

(3) Utilizar o valor entre parênteses para as perdas de carga localizadas

Anexo III -Tabela de perdas de carga localizada – Equivalência em metros de tubulações de PVC rí

Fonte: Macintyre, 2017