O DIMENSIONAMENTO DE BOMBA HIDRAÚLICA

 

 

FAESA CENTRO UNIVERSITÁRIO

CURSO DE GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA DE PRODUÇÃO

 

 

 

ALINI GROBÉRIO LINHARES

 

 

 

DIMENSIONAMENTO DE BOMBA HIDRAÚLICA

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

VITÓRIA  

2021

FAESA CENTRO UNIVERSITARIO

CURSO DE GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA DE PRODUÇÃO

 

 

 

                                           

ALINI GROBÉRIO LINHARES

 

 

 

 

DIMENSIONAMENTO DE BOMBA HIDRAÚLICA

 

 

 

Trabalho acadêmico do curso de Graduação em Engenharia de Produção, apresentado ao Centro Universitário FAESA, como parte da nota da disciplina Fenômenos de Transportes sob orientação do Docente Warley.

 

 

VITÓRIA

2021

 

SUMÁRIO

 

1-  INTRODUÇÃO        4

2-  DADOS FORNECIDOS        5

3-  CÁLCULO DA PERDA DE CARGA DISTRIBUÍDA – A MONTANTE        7

4-  CÁLCULO DA PERDA DE CARGA DISTRIBUÍDA – A JUSANTE        12

5-  CÁLCULO DA POTÊNCIA DA BOMBA        16

6-    CONCLUSÃO        17

 

 

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1-  INTRODUÇÃO

 

O presente relatório visa desenvolver e demonstrar os cálculos para o dimensionamento da potência de uma bomba hidráulica em um prédio residencial conforme problema proposto. Diante dos dados pré-estabelecidos iremos obter um memorial de cálculo para o dimensionamento da bomba hidráulica considerando uma eficiência de 80%.

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2- DADOS FORNECIDOS

 

Prédio nº: 20

Altura do prédio (em metros): 105

Tipo de reservatório: Abaixo do solo

Diferença de nível entre a bomba e a água do reservatório: 2 metros

Dados da tubulação a montante da bomba:          

• 1 valvula de pé com crivo
• 1 válvula de gaveta
• 3 cotovelos de 90º
• 9 metros de tubo de aço galvanizado (e=0.15) com 2” de diâmetro

 

Dados da tubulação a montante da bomba:           

• 1 válvula de retenção
• 1 válvula de gaveta
• 4 cotovelos de 90º
• 120 metros de tubo de aço comercial (e=0.046) com 2” de diâmetro

Vazão de escoamento (litros/minuto): 275

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A partir desses dados, podemos ilustrar o problema com um prédio desenhado logo abaixo:

 

 

[pic 1] 

FONTE: AUTORIA PROPRIA

 

 

 

 

 

 

 

3- CÁLCULO DA PERDA DE CARGA DISTRIBUÍDA – A MONTANTE

 

Considerando o escoamento da água à 20𝑜C numa tubulação de aço comercial (e=0.15mm), com diâmetro de 2” (0.0254*2 = 0.0508m) e comprimento de 2m, a uma vazão de 275 litros/min (0.004583333m³/s).

1. Cálculo da velocidade:

        Q        Q        4Q

Q = ̅V ∗ A →  ̅V = A = πD2 = πD2 [pic 2]

4

Q = Vazão

 ̅V = velocidade média na seção transversal do duto

A = área interna do tubo

𝐷 = diâmetro interno do tubo (0.0508𝑚)

 

∗[pic 3]

 ̅𝑉 𝑚/𝑠 

 

1. Cálculo do nº Reynold:  

ρ ̅VD

Re = [pic 4] 

μ

Re = número de Reynold 

 ̅𝑉 = velocidade média na seção transversal do duto 

𝜌 = massa específica do fluido 

D = diâmetro interno do tubo (0.0508𝑚)

𝜇 = viscosidade dinâmica do fluido 

          

        𝜌 ̅𝑉𝐷        998 ∗ 2,261331006 ∗ 0.0508

𝑅𝑒 [pic 5] 

 

 

1. Cálculo da rugosidade relativa:  

e

[pic 6] = rugosidade relativa  D

𝑒 = 𝑟𝑢𝑔𝑜𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 𝑎𝑏𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑎 𝑑𝑜 𝑚𝑎𝑡𝑒𝑟𝑖𝑎𝑙 𝑑𝑜 𝑡𝑢𝑏𝑜 𝑜𝑢 𝑑𝑢𝑡𝑜 (0.15𝑚)

𝐷 = 𝑑𝑖â𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 𝑖𝑛𝑡𝑒𝑟𝑛𝑜 𝑑𝑜 𝑡𝑢𝑏𝑜 (0.0508𝑚)

 

        𝑒        0.15 ∗ 10−3

        [pic 7]          [pic 8]

𝐷

 

1. Aplicando os dados na Fórmula de Miller (𝒇𝟎):

 

        e        −2

        f0 = 0.25[log (3D.7 + R[pic 9]5e.740.9)]         

𝑒 = 𝑟𝑢𝑔𝑜𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 𝑎𝑏𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑎 𝑑𝑜 𝑚𝑎𝑡𝑒𝑟𝑖𝑎𝑙 𝑑𝑜 𝑡𝑢𝑏𝑜 𝑜𝑢 𝑑𝑢𝑡𝑜 (0.15𝑚)

e

[pic 10] = rugosidade relativa 

D

𝐷 = 𝑑𝑖â𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 𝑖𝑛𝑡𝑒𝑟𝑛𝑜 𝑑𝑜 𝑡𝑢𝑏𝑜 (0.0508𝑚)

𝑅𝑒 = 𝑛ú𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑅𝑒𝑦𝑛𝑜𝑙𝑑 

 

−2

𝑓[pic 11] 

1. Aplicando os dados na Eq. Colebrook (𝒇):

 

1[pic 12]

        ∗         

e

[pic 13] = rugosidade relativa  D

𝑒 = 𝑟𝑢𝑔𝑜𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 𝑎𝑏𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑎 𝑑𝑜 𝑚𝑎𝑡𝑒𝑟𝑖𝑎𝑙 𝑑𝑜 𝑡𝑢𝑏𝑜 𝑜𝑢 𝑑𝑢𝑡𝑜 (0.15𝑚)