DIMENSIONAMENTO DO TUBO

1. D D DIMENSIONAMENTO DO TUBO 1 - INTRODUÇÃO • Investimento (custo da aquisição das tubulações e acessórios) Variação do Diâmetro (afeta diretamente) • Custo operacional (despesas com a operação da instalação) • Maior será o investimento • Menores serão as despesas com equipamentos (bomba e motor). • Menor será o investimento • Maiores serão as despesas com equipamentos (bomba e motor).

2. Necessidade de escolher uma faixa de diâmetros que conjugue o investimento e o custo operacional, de forma a ser levado a um custo mínimo. Custo Custos do investimento e do operacional Custo da tubulação e acessórios (investimento) Custo mínimo Custo do conjunto moto-bomba (custo operacional) Diâmetro econômico Diâmetro [m]

3. 2 – DIÂMETRO ECONÔMICO 2.1 – Fórmula de Bresse Equação da Instalação Potência de Eixo da Bomba H0 Equação de Darcy-Weisback

4. O custo total anual da instalação será: • Ca[$] – custo anual da instalação; • C1[$/kW] – custo anual de operação dos equipamentos por kW instalado (amortização e manutenção); • Pe[kW] – potência de eixo do conjunto moto-bomba ; • C[$/kW] – Despesa anual de uma tubulação de diâmetro 1[m] e comprimento 1[m] (amortização e conservação); • D[m] – diâmetro da tubulação; Substituindo, tem-se • L[m] – comprimento da tubulação. Para que o custo anual seja mínimo, tem-se: Tomando como valores médios:

5. A relação do custo anual de operação C1e o custo anual da tubulação C podem assumir valores diferentes, os quais dependerão da maior ou menor quantidade de tubos e da sua manutenção, bem como o custo de operação. Na prática esta relação pode variar dentro do seguinte intervalo: Com esta fórmula, assumindo a maior vazão da instalação, determina-se o diâmetro econômico para a instalação, e padronizando o mesmo através de tabelas de diâmetros padrões.

6. Observações sobre a Fórmula de Bresse • Eq. Muito simples usada para representar um problema muito complexo; • Em sistemas com D>6” deve ser tomado como primeira aproximação; • K cte => velocidade de recalque econômica (0,6-2,0m/s) • Aplicada em sistema de funcionamento contínuo 24;

7. 2.2 – Fórmula da ABNT (NBR-5626) – Prédio de apartamentos • X[] – horas de funcionamento/24 • Q[m3/s] – vazão Baseado na experiência, Macintyre apresenta as seguintes sugestões para a bomba operando a cada 24 horas • Padroniza-se o diâmetro através de tabelas padrões.

8. 3 – VELOCIDADES ECONÔMICAS (TABELAS PRÁTICAS) Velocidades recomendadas para linha de sucção de bombas

9. Velocidades recomendadas para linha de recalque de bombas

10. Velocidades mais comuns na prática

11. O dimensionamento pelo critério da velocidade econômica é feito da seguinte maneira: • Toma-se a maior vazão - Q[m3/s]; • Adota-se a velocidade de acordo com tabelas – v[m/s]; • Determina-se o diâmetro – D[m]; • Com o valor do diâmetro, em tabelas de fabricantes, adota-se o diâmetro interno que será igual ou imediatamente superior ao calculado; Obs.: A espessura do tubo é selecionada em função da pressão máxima da instalação, do tipo de líquido e da temperatura de bombeamento

12. Exemplo 5.1 - Porto O projeto de um sistema elevatório para abastecimento urbano de água deverá ser feito a partir dos seguintes dados: a)Vazão necessária Q = 80 l/s; b)Altura geométrica a ser vencida Hg = 48m; c)Comprimento da linha de recalque L = 880m; d)Material da tubulação ferro fundido classe K7, rugosidade e=0,4mm; e)Número de horas de funcionamento diário T=16 h; f)Número de dias de funcionamento no ano N=365; g)Taxa de interesse e amortização do capital 12a.a; h)Rendimento adotado para a bomba h=70%; i)Rendimento adotado para o motor hm=85%; j)Preço do quilowatt-hora A = R$0,031;

13. - Uma pesquisa de preço de tubos, por unidade de comprimento, para 150mm<D<500mm levou à seguinte relação entre diâmetro e custo: Custo (R$/m)=0,042D(mm)1,4. Determine o diâmetro econômico de recalque. • - Com auxilio da Eq. 2.38 calcula-se a perda de carga unitária • (2.38) • em seguida, a altura total de elevação, considerando somente a tubulação de recalque (Hg+J.L) • Pela eq. 5.15, determina-se o custo anual com energia elétrica, para diâmetros na faixa de 150 a 500mm

14. (5.15) - O custo anual da tubulação é o produto custo unitário pelo comprimento da linha, multiplicando pelos encargos econômicos de 12% a.a. (5.14)

15. Planilha Excel