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43984869985 - MAPA HIDRAULICA MODULO 52 2023 UNICESUMAR.docx

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CONTEXTUALIZAÇÃO
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 I.
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);
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 (Jtotal).
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,
PH – 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,
PI – Potência Ideal (CV);
FS – 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.
(3) Utilizar o valor entre parênteses para as perdas de carga localizadas.
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  • 2. CONTEXTUALIZAÇÃO 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 I. 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);
  • 3. 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.
  • 4. 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 (Jtotal). Deverá ser calculado o Jtotal (Hs) para a sucção e o Jtotal (Hr) para o recalque.
  • 5. 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, PH – 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, PI – Potência Ideal (CV); FS – Fator de Segurança. Tabela 1 – Fator de segurança motores elétricos.
  • 6. ANEXO I – Tabela de consumos potenciais SANEPAR. Fonte: SANEPAR. Anexo II – Diâmetros externo, interno e nominal das tubulações. (3) Utilizar o valor entre parênteses para as perdas de carga localizadas.
  • 7. Fonte: Macintyre, 2017. Anexo III – Tabela de perdas de carga localizada – Equivalência em metros de tubulações de PVC rígido ou cobre. Fonte: Macintyre, 2017.