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Dimensionamento de Estação Elevatória de Água: Um Estudo de Caso, Esquemas de Engenharia Civil

Um estudo de caso prático sobre o dimensionamento de uma estação elevatória de água, incluindo cálculos detalhados de perda de carga, altura manométrica e potência do conjunto elevatório. O documento demonstra a aplicação de fórmulas e conceitos de hidráulica para o dimensionamento de sistemas de bombeamento de água, fornecendo um guia passo a passo para a análise e otimização do projeto.

Tipologia: Esquemas

2024

À venda por 04/11/2024

EduardoPrezzi
EduardoPrezzi 🇧🇷

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Dimensionamento Estação Elevatória de Água
Hs (altura de sucção - m) 2.25
Hr (altura de recalque - m) 4.25
Hg (altura geométrica - m) 6.50
Volume de Recalque (m³) 19.88
Tempo de recalque (horas) 0.65
Vazão (m³/s) 0.00850 =30.58 m³/h
Dr (Ø de recalque mínimo - mm) 48.61 Dr = 1,3 *
Perdas de Carga
Para cálculo de J (m/m) utilizamos a fórmula de Fair-Whipple-Hsiao indicada para tubos de pequeno
diâmetro (1/2" a 2"). A fórmula de Hazen-Williams é indicada para maiores diâmetros (50 a 3500 mm).
(Manual de Hidráulica - Vol. I - José M. de Azevedo Netto pág. 190 e 194)
2.71 1/0,57
J = ( 0,01788*Q / D ) Fórmula de Fair-Whipple-Hsiao
Sucção
Peça Material Quant. l eq. (m) J (m/m) Perda
Válv. De pé e crivo 85 75.6 cobre 1 26.80 0.04 1.15
Curva 90º 85 75.6 cobre 3 1.50 0.04 0.19
Curva 45º 85 75.6 cobre 1 0.90 0.04 0.04
Tubo (m) 85 75.6 cobre 2.25 1.00 0.04 0.10
75.6 0.04 0.00
75.6 0.04 0.00
75.6 0.04 0.00
75.6 0.04 0.00
Perda de Sucção (m) = 1.48
Altura Total de Sucção = 3.73
Altura máxima de sucção (ver dados técnicos da bomba) = 6.00
OK
Recalque
Peça Material Quant. l eq. (m) J (m/m) Perda
Curva 90º 75 66.6 pvc 3 1.40 0.078505 0.33
Valv Ret Vertical 75 66.6 metal 1 8.10 0.078505 0.64
Tê saída de lado 75 66.6 pvc 0 7.80 0.078505 0.00
Tê passagem direta 75 66.6 pvc 0 2.40 0.078505 0.00
Curva 45º 75 66.6 pvc 8 0.80 0.078505 0.50
Saída de Canalização
75 66.6 pvc 1 3.50 0.078505 0.27
Tubo (m) 75 66.6 pvc 28 1.00 0.078505 2.20
66.6 0.078505 0.00
66.6 0.078505 0.00
Obs.: Aproximadamente metade da capacidade da
cisterna para lençol freátiico.
ÖQ(m³/s)* 4Ö(h fcto/24)
Diâm.
Nominal.
(mm)
Diâm.
Interno
(mm)
Diâm.
Nominal.
(mm)
Diâm.
Interno
(mm)
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Dimensionamento Estação Elevatória de Água Hs (altura de sucção - m) 2. Hr (altura de recalque - m) 4. Hg (altura geométrica - m) 6. Volume de Recalque (m³) 19. Tempo de recalque (horas) 0. Vazão (m³/s) 0.00850 = 30.58^ m³/h Dr (Ø de recalque mínimo - mm) 48.61 Dr = 1,3 * Perdas de Carga Para cálculo de J (m/m) utilizamos a fórmula de Fair-Whipple-Hsiao indicada para tubos de pequeno diâmetro (1/2" a 2"). A fórmula de Hazen-Williams é indicada para maiores diâmetros (50 a 3500 mm). (Manual de Hidráulica - Vol. I - José M. de Azevedo Netto pág. 190 e 194) 2.71 1/0, J = ( 0,01788Q / D ) Fórmula de Fair-Whipple-Hsiao Sucção Peça Material Quant. l eq. (m) J (m/m) Perda Válv. De pé e crivo 85 75.6 cobre 1 26.80 0.04 1. Curva 90º 85 75.6 cobre 3 1.50 0.04 0. Curva 45º 85 75.6 cobre 1 0.90 0.04 0. Tubo (m) 85 75.6 cobre 2.25 1.00 0.04 0. 75.6 0.04 0. 75.6 0.04 0. 75.6 0.04 0. 75.6 0.04 0. Perda de Sucção (m) = 1. Altura Total de Sucção = 3. Altura máxima de sucção (ver dados técnicos da bomba) = 6. OK Recalque Peça Material Quant. l eq. (m) J (m/m) Perda Curva 90º 75 66.6 pvc 3 1.40 0.078505 0. Valv Ret Vertical 75 66.6 metal 1 8.10 0.078505 0. Tê saída de lado 75 66.6 pvc 0 7.80 0.078505 0. Tê passagem direta 75 66.6 pvc 0 2.40 0.078505 0. Curva 45º 75 66.6 pvc 8 0.80 0.078505 0. Saída de Canalização 75 66.6 pvc 1 3.50 0.078505 0. Tubo (m) 75 66.6 pvc 28 1.00 0.078505 2. 66.6 0.078505 0. 66.6 0.078505 0. Obs.: Aproximadamente metade da capacidade da cisterna para lençol freátiico. ÖQ(m³/s) 4Ö(h fcto/24) Diâm. Nominal. (mm) Diâm. Interno (mm) Diâm. Nominal. (mm) Diâm. Interno (mm)

Perda de Recalque (m) 3. H man (Hg + Perdas) 11.92 m Altura Manométrica Potência do conjunto elevatório P = 1000 * Q * H man P - Potência em HP 75 * h Q - Vazão em m³/s H man - Altura manométrica (Hg + perdas totais) h - rendimento global do conjunto elevatório (45 %) P = 3.00 HP Na prática os motores elétricos devem trabalhar com uma certa folga, conforme tabela abaixo: Folga recomendada Faixa de potência 50% até 2 HP 30% de 2 a 5 HP 20% de 5 a 10 HP 15% de 10 a 20 HP 10% mais de 20 HP Potência Calculada incluindo folga = 3.90 HP 3.96 CV Características do conjunto elevatório adotado: Potência do Motor - 4,0 CV Tipo de Bomba - Bomba aclopada em motor estacionário (combustão interna). Modelo - SH40 BCA41 Schneider Vazão Estimada: 30.58 m³/h Quantidade - 1 Ø sucção (entrada da bomba) - 2 1/2" Ø recalque (saída da bomba) - 2 1/2" Ø tubulação de sucção - 3" (79 mm Cobre Classe E) Ø tubulação de recalque - (Verificar o rendimento nas curvas características da bomba no manual do fabricante). 2 1/2" (66 mm Cobre Classe E até 1,0 m após a saída da bomba e restante 75 mm em PVC) Obs.: A tubulação de sucção e a de recalque até 1,0 m após a saída da bomba são em cobre para evitar o derretimento devido ao aquecimento da bomba nas situações de funcionamento a seco.

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