As Máquinas de Fluxo

UNIVERSIDADE LUTERANA DO BRASIL

CAMPUS CANOAS

[pic 1]

ALLAN GEHRKE WASKOW

ARMANDO OLIVEIRA PORTO

DEIVIDI CRISTIANO CARDOSO

SHABRINA FORTES

PROJETO DE BOMBEAMENTO DE ÁGUA PARA UM TROCADOR DE CALOR

MÁQUINAS DE FLUXO

Canoas maio de 2020

---

Sumário

1.        INTRODUÇÃO        3

2.        DADOS DE ENTRADA DO PROJETO        4

2.1        Diâmetro da tubulação        5

2.2        Perda de carga        6

2.3        Perda de carga localizada        7

2.4        Potência hidráulica consumida        8

2.5        Velocidade específica        9

2.6        Cálculo do NPSH        10

3.        RESULTADOS OBTIDOS        11

4.        SELEÇÃO DA BOMBA CENTRÍFUGA        11

1. INTRODUÇÃO

O objetivo deste trabalho é realizar um projeto para uma instalação de bombeamento de água para uma vazão de 150 m³/h com uma tubulação de 400m de comprimento e desnível geométrico de 50m em uma empresa de celulose. Desenvolver o dimensionamento de tubulações, calcular perdas de carga localizada e distribuída, como também fazer a seleção de uma bomba adequada para instalação.

1. DADOS DE ENTRADA DO PROJETO

Este trabalho consiste na elaboração de um projeto (imaginário) de um sistema de resfriamento de água, o objetivo principal é fazer o bombeamento de 150m³/h de água saindo do reservatório de 500m³, com altura de 20m, que se deslocará até um trocador de calor, retornando para o tanque. O trocador de calor fica no mesmo nível do solo, e está a uma distância de 120m do reservatório. No reservatório, a água fica afastada 1,5m da altura máxima do reservatório.

[pic 2]

Figura 1 - Esquema do Projeto

Dados:

Vazão Necessária [m³/h]:	150 m³/h
Velocidade de Sucção [m/s]:	1,5 m/s
Velocidade de Recalque [m/s]:	2,0 m/s
Comprimento total linha de sucção [m]	20 m
Comprimento total linha de recalque [m]	400 m

1. Diâmetro da tubulação

Ø = Diâmetro [m];

φ = Vazão [s];[pic 3]

 = Velocidade [m/s];[pic 4]

s [pic 5]

 [pic 6]

[pic 7]

Fazendo um paralelo dos valores encontrados do diâmetro da tubulação de sucção e de recalque, foram selecionadas as seguintes tubulações comerciais.

[pic 8]

[pic 9]

Tubulação sução/ recalque[pic 10]

Diâmetro Interno do Tubo: 202,64mm

Tabela 1 – Especificações técnicas tubos Schedule 40.

Fonte: http://www.cedisa.com.br/produtos/tubos/tubo-schedule-40/

Velocidade da água:

[pic 11]

1. Perda de carga

Para calcularmos a perda de carga distribuída devemos calcular o número de Reynolds para obtermos o regime de escoamento de determinado fluido sobre uma superfície.

[pic 12]

Onde:

Re = número de Reynolds;

V = Viscosidade cinemática, m²/s.

[pic 13]

Observa-se que o valor encontrado é superior a 4000, portanto o escoamento é considerado turbulento.

Logo, precisaremos obter então o fator de atrito através da equação de Swamee-Jain:

[pic 14]

[pic 15]

        Com os dados acima teremos:

• Perda de carga Sucção

[pic 16]

• Perda de carga Recalque

[pic 17]

 

1. Perda de carga localizada

Para o cálculo da perda de carga localizada se faz necessário o levantamento de todos os acessórios e válvulas que estarão instalados nas tubulações, portanto soma-se o valor de comprimento equivalente de cada item utilizado.

[pic 18]

Tabela 2 – Comprimento equivalente de válvulas e conexões.

Fonte: MACINTYRE, 1997

[pic 19]

[pic 20]

        Com os resultados obtido obtém-se então o cálculo de perda de carga localizada nos acessórios e válvulas de sucção e recalque:

• Perda de carga localizada Sucção

[pic 21]

• Perda de carga localizada Recalque

[pic 22]

        Para o projeto estamos considerando um trocador com perda de carga de recalque informada conforme especificações técnicas do fabricante de 7,14 m.

1. Potência hidráulica consumida

Quando se considera um bombeamento, é preciso vencer tanto a altura geométrica quanto as perdas de carga que ocorrerão na tubulação, mas nosso tanque tem pressão atmosférica e a altura e velocidade do ponto de captação são iguais, portanto a altura manométrica (Hb) requerida pela bomba será o somatório das perdas de cargas.

[pic 23]