Hidráulica: Instalação de Recalque Prof. Fernando França da Cunha 11/12/2012 Hidráulica Instalação de Recalque Prof. Fernando França da Cunha Hidráulica Prof. Fernando França da Cunha Máquinas É um transformador de energia (absorve energia em uma forma e restitui em outra). máquina hidráulica motora: transforma a energia hidráulica em energia mecânica (ex.: turbinas hidráulicas e rodas d’água); máquina hidráulica geradora: transforma a energia mecânica em energia hidráulica. 1 Hidráulica: Instalação de Recalque Prof. Fernando França da Cunha 11/12/2012 Hidráulica Prof. Fernando França da Cunha - Bombas Volumétricas: São as bombas de êmbulo ou pistão e as bombas diafragma. O intercâmbio de energia é estático e o movimento é alternativo. A quantidade do liquido é definida pela dimensão da bomba. - TurboBombas ou Bombas Hidrodinâmicas: o órgão (rotor) fornece energia ao fluido em forma de energia cinética. O rotor se move sempre com movimento rotativo. Quanto maior a rotação, maior é a vazão. Hidráulica Prof. Fernando França da Cunha Bombas Volumétricas Bombas de Pistão: Utilizadas em roda d’água 2 Hidráulica: Instalação de Recalque Prof. Fernando França da Cunha 11/12/2012 Hidráulica Prof. Fernando França da Cunha Bombas Volumétricas Bombas de Diafragma: Hidráulica Prof. Fernando França da Cunha Ilustração de Bombas Volumétricas 3 Hidráulica: Instalação de Recalque Prof. Fernando França da Cunha 11/12/2012 Hidráulica Prof. Fernando França da Cunha Ilustração de Bombas Volumétricas a. b. Bomba de pistão que comprime e expele fluído. Bomba de diafragma comprimindo e expelindo fluído, devido ao movimento do eixo fora de centro. Hidráulica Prof. Fernando França da Cunha Bombas Volumétricas Carneiro hidráulico: 4 Hidráulica: Instalação de Recalque Prof. Fernando França da Cunha 11/12/2012 Hidráulica Prof. Fernando França da Cunha Principais componentes de uma Bomba Rotor: móvel que fornece energia ao fluido Hidráulica Prof. Fernando França da Cunha Difusor: canal de seção crescente que recebe o fluido vindo do rotor e o encaminha à tubulação de recalque 5 Hidráulica: Instalação de Recalque Prof. Fernando França da Cunha 11/12/2012 Hidráulica Prof. Fernando França da Cunha Classificação das Bombas Quanto à trajetória do fluido dentro do rotor: Bombas radiais ou centrífugas Bombas diagonais ou de fluxo misto Bombas Axiais Hidráulica Prof. Fernando França da Cunha Quanto ao número de entradas para sucção: Bombas de sucção simples ou de entrada unilateral Bombas de dupla sucção 6 Hidráulica: Instalação de Recalque Prof. Fernando França da Cunha 11/12/2012 Hidráulica Prof. Fernando França da Cunha Quanto ao número de rotores dentro da carcaça: Bombas de simples estágio Bombas de múltiplo estágio Hidráulica Prof. Fernando França da Cunha Quanto ao posicionamento do eixo: Bomba de eixo horizontal Bomba de eixo vertical 7 Hidráulica: Instalação de Recalque Prof. Fernando França da Cunha 11/12/2012 Hidráulica Prof. Fernando França da Cunha Quanto à pressão desenvolvida: Hm ≤ 15m Bomba de baixa pressão: Bomba de média pressão: 15m < Hm < 50m Hm ≥ 50m Bomba de alta pressão: Hidráulica Prof. Fernando França da Cunha Quanto ao tipo de rotor: Aberto Semi-fechado Fechado 8 Hidráulica: Instalação de Recalque Prof. Fernando França da Cunha 11/12/2012 Hidráulica Prof. Fernando França da Cunha Quanto a posição do eixo da bomba em relação ao nível da água: Bomba de sucção negativa ou afogada Bomba de sucção positiva Hidráulica Prof. Fernando França da Cunha Potência necessária ao funcionamento da bomba: Pot Q Hm (cv ) 75 Pot 0,735 Q Hm (kw) 75 Tabela – Folga para motores elétricos Potência exigida Folga pela bomba < 2 cv 2 a 5 cv 5 a 10 cv 10 a 20 cv > 20 cv 30% 25% 20% 15% 10% Fonte: Bernardo et al. (2008). 9 Hidráulica: Instalação de Recalque Prof. Fernando França da Cunha 11/12/2012 Hidráulica Prof. Fernando França da Cunha INSTALAÇÃO TÍPICA DE RECALQUE Registro de gaveta Válvula de retenção Redução excêntrica Ampliação concêntrica Redução excêntrica Motor Bomba Curva de 90º Válvula de pé Crivo Hidráulica Prof. Fernando França da Cunha EXEMPLO Dimensionar uma instalação de bombeamento de água sabendo que a vazão a ser recalcada é de 15 L s-1, as tubulações de sucção e recalque são de PVC e apresentam comprimentos de 11 e 130 metros, respectivamente. A cota da água é de 7 metros; a cota do conjunto motobomba é de 10 metros e a cota do reservatório é de 29 metros. Desconsiderar as perdas de carga localizada. 10 Hidráulica: Instalação de Recalque Prof. Fernando França da Cunha 11/12/2012 Hidráulica Prof. Fernando França da Cunha Dimensionamento das tubulações de recalque e sucção: “critério de velocidade” Hidráulica Prof. Fernando França da Cunha Dimensionamento das tubulações de recalque e sucção: “critério de velocidade” D 4Q 4 0,015 0,113 m 113 mm V 1,5 11 Hidráulica: Instalação de Recalque Prof. Fernando França da Cunha 11/12/2012 Hidráulica Prof. Fernando França da Cunha Dimensionamento das tubulações de recalque e sucção: “critério de velocidade” D 4Q 4 0,015 0,113 m 113 mm V 1,5 Recalque Sucção 4” (101,6 mm) 5” (127,0 mm) Hidráulica Prof. Fernando França da Cunha Cálculo da perda de carga na sucção (hfS): EQUAÇÃO DE HAZEN-WILLIAMS 1,852 Q hf 10,646 C L D 4,87 hf = perda de carga contínua, m; Q = vazão, m3 s-1; C = coeficiente que depende da natureza da parede do tubo (material e estado); 12 Hidráulica: Instalação de Recalque Prof. Fernando França da Cunha 11/12/2012 Hidráulica Prof. Fernando França da Cunha Tabela - Valores do Coeficiente de Hazen-Williams (C)* Tipos de conduto Alumínio Aço corrugado Aço com juntas “loc-bar”, novas Aço com juntas “loc-bar”, usadas Aço galvanizado Aço rebitado, novo Aço rebitado, velho Aço soldado, novo Aço soldado, usado Aço soldado com revestimento especial Aço zincado Cimento-amianto Concreto, bom acabamento Concreto, acabamento comum Ferro fundido, novo Ferro fundido, usado Plásticos PVC rígido C 130 60 130 90 a 100 125 110 85 a 90 130 90 a 100 130 120 130 a 140 130 120 130 90 a 100 140 a 145 145 a 150 * Citados por E. T. Neves. Hidráulica Prof. Fernando França da Cunha Cálculo da perda de carga na sucção (hfS): EQUAÇÃO DE HAZEN-WILLIAMS 1,852 Q hf 10,646 C L D 4,87 hf = perda de carga contínua, m; Q = vazão, m3 s-1; C = coeficiente que depende da natureza da parede do tubo (material e estado); L = comprimento da tubulação, m; e D = diâmetro da tubulação, m. 13 Hidráulica: Instalação de Recalque Prof. Fernando França da Cunha 11/12/2012 Hidráulica Prof. Fernando França da Cunha Cálculo da perda de carga na sucção (hfS): 1,852 Q hf 10,646 C L D 4,87 1,852 0,015 hf 10,646 145 11 0,1128 m 0,127 4,87 Hidráulica Prof. Fernando França da Cunha Cálculo da perda de carga no recalque (hfR): : 1,852 Q hf 10,646 C L D 4,87 14 Hidráulica: Instalação de Recalque Prof. Fernando França da Cunha 11/12/2012 Hidráulica Prof. Fernando França da Cunha Cálculo da perda de carga no recalque (hfR): : 1,852 Q hf 10,646 C L D 4,87 1,852 0,015 hf 10,646 145 130 3,9521 m 0,1016 4,87 Hidráulica Prof. Fernando França da Cunha Cálculo da altura manométrica (Hm): Hm HGS HGR hfS hfR Hm 3 19 0,1128 3,9521 26,0649 m 15 Hidráulica: Instalação de Recalque Prof. Fernando França da Cunha 11/12/2012 Hidráulica Prof. Fernando França da Cunha SELEÇÃO DA BOMBA Hm = 26,0649 m Q = 0,015 m3 s-1 Hidráulica Prof. Fernando França da Cunha SELEÇÃO DA BOMBA 16 Hidráulica: Instalação de Recalque Prof. Fernando França da Cunha 11/12/2012 Hidráulica Prof. Fernando França da Cunha SELEÇÃO DA BOMBA Hm = 26,0649 m Q = 0,015 m3 s-1 Hidráulica Prof. Fernando França da Cunha SELEÇÃO DA BOMBA Hm = 26,0649 m Q = 0,015 m3 s-1 x 3.600 = 54 m3 h-1 17 Hidráulica: Instalação de Recalque Prof. Fernando França da Cunha 11/12/2012 Hidráulica Prof. Fernando França da Cunha SELEÇÃO DA BOMBA 26,0649 m 54 m3 h-1 Hidráulica Prof. Fernando França da Cunha SELEÇÃO DA BOMBA 26,0649 m 54 m3 h-1 18 Hidráulica: Instalação de Recalque Prof. Fernando França da Cunha 11/12/2012 Hidráulica Prof. Fernando França da Cunha SELEÇÃO DA BOMBA 26,0649 m 54 m3 h-1 Modelo 50-160 Hidráulica Prof. Fernando França da Cunha SELEÇÃO DA BOMBA Modelo 50-160 19 Hidráulica: Instalação de Recalque Prof. Fernando França da Cunha 11/12/2012 Hidráulica Prof. Fernando França da Cunha SELEÇÃO DA BOMBA Modelo 50-160 26,0649 m 54 m3 h-1 Hidráulica Prof. Fernando França da Cunha SELEÇÃO DA BOMBA Modelo 50-160 26,0649 m 54 m3 h-1 20 Hidráulica: Instalação de Recalque Prof. Fernando França da Cunha 11/12/2012 Hidráulica Prof. Fernando França da Cunha SELEÇÃO DA BOMBA Modelo 50-160 PP 26,0649 m 54 m3 h-1 Hidráulica Prof. Fernando França da Cunha SELEÇÃO DA BOMBA Modelo 50-160 26,0649 m PP 54 m3 h-1 21 Hidráulica: Instalação de Recalque Prof. Fernando França da Cunha 11/12/2012 Hidráulica Prof. Fernando França da Cunha POTÊNCIA DO MOTOR DA BOMBA Pot Q Hm 75 em que: Pot = potência necessária ao sistema, cv; Q = vazão bombeada, L s-1; Hm = altura manométrica, m; η = rendimento da bomba, decimal. Hidráulica Prof. Fernando França da Cunha POTÊNCIA DO MOTOR DA BOMBA Pot Q Hm 75 Pot 15 26,0649 6,9 cv 75 0,76 Pot 6,9 cv 20% 8,3 cv 22 Hidráulica: Instalação de Recalque Prof. Fernando França da Cunha 11/12/2012 Hidráulica Prof. Fernando França da Cunha A Hm e a Q será como inicialmente projetada? Modelo 50-160 PP 26,0649 m 54 m3 h-1 Hidráulica Prof. Fernando França da Cunha Curva característica da tubulação 23 Hidráulica: Instalação de Recalque Prof. Fernando França da Cunha 11/12/2012 Hidráulica Prof. Fernando França da Cunha Curva característica da tubulação Hm H GT K Q1,852 26,0649 22 K 0,0151,852 K 26,0649 22 K 9.703,5 0,0151,852 Hidráulica Prof. Fernando França da Cunha Curva característica da tubulação Hm H GT K Q1,852 26,0649 22 K 0,0151,852 K 26,0649 22 K 9.703,5 0,0151,852 Equação: Hm 22 9.703,5 Q 1,852 24 Hidráulica: Instalação de Recalque Prof. Fernando França da Cunha 11/12/2012 Hidráulica Prof. Fernando França da Cunha Traçar a curva característica da tubulação Hm 22 9.703,5 Q1,852 Q (m3 h-1) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 Q (m3 s-1) 0 2,7778E-03 5,5556E-03 8,3333E-03 1,1111E-02 1,3889E-02 1,6667E-02 1,9444E-02 2,2222E-02 Hm (m) 22,0 22,2 22,6 23,4 24,3 25,5 26,9 28,6 30,4 Hidráulica Prof. Fernando França da Cunha Traçar a curva característica da tubulação 25 Hidráulica: Instalação de Recalque Prof. Fernando França da Cunha 11/12/2012 Hidráulica Prof. Fernando França da Cunha Traçar a curva característica da tubulação Hidráulica Prof. Fernando França da Cunha Traçar a curva característica da tubulação PT 26 Hidráulica: Instalação de Recalque Prof. Fernando França da Cunha 11/12/2012 Hidráulica Prof. Fernando França da Cunha Traçar a curva característica da tubulação PT 27,1 m 62 m3/h Hidráulica Prof. Fernando França da Cunha Formas para obtenção da vazão de projeto - Fechamento do registro; - Redução da rotação; - Usinagem do rotor. 27 Hidráulica: Instalação de Recalque Prof. Fernando França da Cunha 11/12/2012 Hidráulica Prof. Fernando França da Cunha Fechamento do registro PT 27,1 m 62 m3/h Hidráulica Prof. Fernando França da Cunha Fechamento do registro 27,1 m 62 m3/h 28 Hidráulica: Instalação de Recalque Prof. Fernando França da Cunha 11/12/2012 Hidráulica Prof. Fernando França da Cunha Fechamento do registro 27,1 m 62 m3/h Hidráulica Prof. Fernando França da Cunha Fechamento do registro 27,1 m 62 m3/h 29 Hidráulica: Instalação de Recalque Prof. Fernando França da Cunha 11/12/2012 Hidráulica Prof. Fernando França da Cunha Fechamento do registro 27,1 m 62 m3/h Hidráulica Prof. Fernando França da Cunha Fechamento do registro 27,1 m 62 m3/h 30 Hidráulica: Instalação de Recalque Prof. Fernando França da Cunha 11/12/2012 Hidráulica Prof. Fernando França da Cunha Fechamento do registro 27,1 m 62 m3/h Hidráulica Prof. Fernando França da Cunha Fechamento do registro 27,1 m 62 m3/h 31 Hidráulica: Instalação de Recalque Prof. Fernando França da Cunha 11/12/2012 Hidráulica Prof. Fernando França da Cunha Fechamento do registro 27,1 m 62 m3/h Hidráulica Prof. Fernando França da Cunha Fechamento do registro 29 m 27,1 m 54 m3/h 62 m3/h 32 Hidráulica: Instalação de Recalque Prof. Fernando França da Cunha 11/12/2012 Hidráulica Prof. Fernando França da Cunha Fechamento do registro Adição de perda de carga de 1,9 m 29 m 27,1 m 54 m3/h 62 m3/h Hidráulica Prof. Fernando França da Cunha Cálculo da Potência Q = 54 m3 h-1 = 15 L s-1 Hm = 29 m Pot Q Hm 75 33 Hidráulica: Instalação de Recalque Prof. Fernando França da Cunha 11/12/2012 Hidráulica Prof. Fernando França da Cunha Cálculo da Potência Q = 54 m3 h-1 = 15 L s-1 Hm = 29 m Pot Q Hm 75 Pot 15 29 7,6 cv 75 0,76 Hidráulica Prof. Fernando França da Cunha Redução da Rotação e Usinagem do Rotor PT 27,1 m 62 m3/h 34 Hidráulica: Instalação de Recalque Prof. Fernando França da Cunha 11/12/2012 Hidráulica Prof. Fernando França da Cunha Redução da Rotação e Usinagem do Rotor 27,1 m 62 m3/h Hidráulica Prof. Fernando França da Cunha Redução da Rotação e Usinagem do Rotor 27,1 m 62 m3/h 35 Hidráulica: Instalação de Recalque Prof. Fernando França da Cunha 11/12/2012 Hidráulica Prof. Fernando França da Cunha Redução da Rotação e Usinagem do Rotor Hidráulica Prof. Fernando França da Cunha Redução da Rotação e Usinagem do Rotor 36 Hidráulica: Instalação de Recalque Prof. Fernando França da Cunha 11/12/2012 Hidráulica Prof. Fernando França da Cunha Redução da Rotação e Usinagem do Rotor Hidráulica Prof. Fernando França da Cunha Redução da Rotação e Usinagem do Rotor 37 Hidráulica: Instalação de Recalque Prof. Fernando França da Cunha 11/12/2012 Hidráulica Prof. Fernando França da Cunha Redução da Rotação e Usinagem do Rotor Hidráulica Prof. Fernando França da Cunha Redução da Rotação e Usinagem do Rotor 26,0649 m 54 m3 h-1 38 Hidráulica: Instalação de Recalque Prof. Fernando França da Cunha 11/12/2012 Hidráulica Prof. Fernando França da Cunha Usinagem do Rotor Hidráulica Prof. Fernando França da Cunha Usinagem do Rotor 50 m3/h 62 m3/h 39 Hidráulica: Instalação de Recalque Prof. Fernando França da Cunha 11/12/2012 Hidráulica Prof. Fernando França da Cunha Usinagem do Rotor Q1 62 m3 / h e D1 160 mm Q2 54 m3 / h e D2 ? Q3 50 m3 / h e D3 150 mm Hidráulica Prof. Fernando França da Cunha Usinagem do Rotor Q1 62 m3 / h e D1 160 mm Q2 54 m3 / h e D2 ? Q3 50 m3 / h e D3 150 mm 62 54 160 D 2 D 2 153,3 mm 62 50 160 150 40 Hidráulica: Instalação de Recalque Prof. Fernando França da Cunha 11/12/2012 Hidráulica Prof. Fernando França da Cunha Redução da Rotação Q1 62 m3 / h e n1 2.900 rpm Q2 54 m3 / h e n2 ? Hidráulica Prof. Fernando França da Cunha Redução da Rotação Q1 62 m3 / h e n1 2.900 rpm Q2 54 m3 / h e n2 ? Q1 n1 Q2 n2 62 2.900 n2 2.526 rpm 54 n2 41 Hidráulica: Instalação de Recalque Prof. Fernando França da Cunha 11/12/2012 Hidráulica Prof. Fernando França da Cunha Cálculo da Potência Usinagem do Rotor e Redução da Rotação: Pot Q Hm 75 Pot 15 26,0649 6,9 cv 75 0,76 Hidráulica Prof. Fernando França da Cunha Potência da bomba Fechamento do registro: Usinagem do rotor e Redução da rotação: 7,6 cv 42 Hidráulica: Instalação de Recalque Prof. Fernando França da Cunha 11/12/2012 Hidráulica Prof. Fernando França da Cunha Potência da bomba Fechamento do registro: Usinagem do rotor e Redução da rotação: 7,6 cv 6,9 cv Hidráulica Prof. Fernando França da Cunha CAVITAÇÃO A água “ferve” quando aumenta a temperatura ou diminui-se a pressão. Na pressão de 1 atm (10,33 mca) a água ferve a temperatura de 100 C, na pressão de 0,24 atm, a água ferve a 20 C. Cavitação é a ebulição da água na tubulação de sucção quando a pressão atinge a de vapor. Esse fenômeno é capaz de interromper o escoamento. Quando acontece em partes localizadas da tubulação de sucção, a água chega ao rotor, onde sua pressão é aumentada, ocasionando a implosão das bolhas de vapor, provocando corrosão química (íons livres de O2) e golpes físicos na parede do rotor. 43 Hidráulica: Instalação de Recalque Prof. Fernando França da Cunha 11/12/2012 Hidráulica Prof. Fernando França da Cunha CAVITAÇÃO NPSHD ( disponível na instalação) NPSHR ( requerido pela bomba) NPSH = Net Positive Suction Head (altura positiva líquida de sucção) NPSHD Patm H Smáx Pv hfS NPSH R v2 hf rotor 2g NPSHD NPSHR Patm H S máx Pv hfS NPSHR H S máx Patm NPSHR Pv hfS H s máx Patm NPSHR Pv hfLS hfCS Hidráulica Prof. Fernando França da Cunha CAVITAÇÃO Calcule a altura máxima de sucção para que a bomba não cavite considerando que a temperatura máxima da água é de 25 ºC e o sistema de bombeamento está instalado à 820 m de altura. H s máx Patm NPSHR Pv hfLS hfCS 44 Hidráulica: Instalação de Recalque Prof. Fernando França da Cunha 11/12/2012 Hidráulica Prof. Fernando França da Cunha NPSHR Hidráulica Prof. Fernando França da Cunha NPSHR 27,1 62 45 Hidráulica: Instalação de Recalque Prof. Fernando França da Cunha 11/12/2012 Hidráulica Prof. Fernando França da Cunha NPSHR Hidráulica Prof. Fernando França da Cunha NPSHR 46 Hidráulica: Instalação de Recalque Prof. Fernando França da Cunha 11/12/2012 Hidráulica Prof. Fernando França da Cunha NPSHR 4,5 Hidráulica Prof. Fernando França da Cunha CAVITAÇÃO Tabela - Pressão atmosférica, em função da altitude Altitude (m) Pressão (mca) Altitude (m) Pressão (mca) 0 10,33 1.000 9,16 100 10,21 1.200 8,88 200 10,09 1.500 8,54 300 9,96 1.800 8,20 400 9,84 2.100 7,89 500 9,73 2.400 7,58 600 9,59 2.700 7,31 900 9,22 3.000 7,03 47 Hidráulica: Instalação de Recalque Prof. Fernando França da Cunha 11/12/2012 Hidráulica Prof. Fernando França da Cunha CAVITAÇÃO Pressão atmosférica, em função da altitude: 0,0065 z P 10,3287 1 288 5, 2568 em que: P = pressão atmosférica local, mca; e Z = altitude do local, m. Hidráulica Prof. Fernando França da Cunha CAVITAÇÃO Pressão atmosférica, em função da altitude: 0,0065 z P 10,3287 1 288 5, 2568 0,0065 820 P 10,3287 1 288 5, 2568 P 9,3626 mca 48 Hidráulica: Instalação de Recalque Prof. Fernando França da Cunha 11/12/2012 Hidráulica Prof. Fernando França da Cunha CAVITAÇÃO Tabela - Pressão de vapor da água, em função da temperatura Temperatura (ºC) 15 20 25 30 Pressão (mca) 0,17 0,24 0,32 0,43 Temperatura (ºC) 35 40 45 50 Pressão (mca) 0,57 0,75 0,97 1,26 Hidráulica Prof. Fernando França da Cunha CAVITAÇÃO Tabela - Pressão de vapor da água, em função da temperatura Temperatura (ºC) 15 20 25 30 Pressão (mca) 0,17 0,24 0,32 0,43 Temperatura (ºC) 35 40 45 50 Pressão (mca) 0,57 0,75 0,97 1,26 49 Hidráulica: Instalação de Recalque Prof. Fernando França da Cunha 11/12/2012 Hidráulica Prof. Fernando França da Cunha CAVITAÇÃO Cálculo da perda de carga localizada na sucção (hfLS): hf LS K v2 2g v 4Q D2 v 4 0,015 0,127 2 v 1,1841 m s 1 Valores do coeficiente de perda de carga localizada K, segundo J. M. Azevedo Netto Peça K Peça K Ampliação gradual 0,30* Junção 0,40 Bocais 2,75 Medidor Venturi 2,50** Redução gradual 0,15* Comporta, aberta 1,00 Controlador de vazão 2,50 Registro de ângulo 5,00 Cotovelo de 90º 0,90 Registro de gaveta 0,20 Cotovelo de 45º 0,40 Registro de globo 10,00 Crivo 0,75 Saída de canalização 1,00 Curva de 90º 0,40 Tê, passagem direta 0,60 Curva de 45º 0,20 Tê, saída de lado 1,30 Curva de 22½º 0,10 Tê, saída bilateral 1,80 Válvula de pé 1,75 Entrada em canalização 0,50 Entrada de borda 1,00 Válvula de retenção 2,50 Pequena derivação 0,03 Velocidade 1,00 (*) Com base na velocidade maior (seção menor); hfLS K 2 (**) Relativa à velocidade na canalização. 2 v 1,1841 hfLS 3,05 hfLS 0,2180 2g 2 9,81 Hidráulica Prof. Fernando França da Cunha CAVITAÇÃO Cálculo da perda de carga contínua na sucção (hfCS): 1,852 hfCS Q 10,646 C L D4,87 1,852 0,015 hfCS 10,646 145 11 0,1128 m 0,127 4,87 50 Hidráulica: Instalação de Recalque Prof. Fernando França da Cunha 11/12/2012 Hidráulica Prof. Fernando França da Cunha CAVITAÇÃO H s máx Patm NPSHR Pv hfLS hfCS H s máx 9,3626 4,5 0,32 0,2180 0,1128 H s máx 4,2118 m Hidráulica Prof. Fernando França da Cunha Custos mensais da energia elétrica C CC TA CD Em que: C = custo mensal de energia elétrica; CC = custo do consumo energético; TA = taxa adicional a ser paga; e CD = custo de demanda. 51 Hidráulica: Instalação de Recalque Prof. Fernando França da Cunha 11/12/2012 Hidráulica Prof. Fernando França da Cunha Custo do consumo energético (CC): CC E preço do kWh Em que: CC = custo do consumo energético; e E = energia mensal, kW. Hidráulica Prof. Fernando França da Cunha Taxa adicional a ser paga (TA): Potência Nominal Rendimento (Hp) (%) 1/4 0,58 1/3 0,64 cos1 1/2 0,69 TA CC 1 3/4 0,73 cos 1 0,75 1½ 0,79 2 0,80 Em que: 2½ 0,81 3 0,81 cos Φ1 = fator de 4 0,81 potência da instalação; 5 0,81 7½ 0,86 cos Φ = fator de 10 0,86 potência do motor; 15 0,86 20 0,86 25 0,86 30 0,86 Cos Ф 0,72 0,73 0,75 0,75 0,78 0,78 0,80 0,80 0,80 0,83 0,83 0,85 0,85 0,87 0,87 0,87 0,87 Corrente com plena carga 220 v 1,15 1,35 1,85 2,65 3,30 4,70 6,00 7,40 8,80 11,5 14,5 20,0 26,0 39,0 50,0 65,0 78,0 52 Hidráulica: Instalação de Recalque Prof. Fernando França da Cunha 11/12/2012 Hidráulica Prof. Fernando França da Cunha Custo de demanda (CD): CD PD preço do kW PD V I P cos 1.000 3 (kW ) Em que: PD = pico de demanda; kW V = voltagem da linha; W cos Φ = fator de potência; e IP = corrente de partida, amperes. Hidráulica Prof. Fernando França da Cunha Custo de demanda (CD): IP 1.000 N kVA / HP 3 V Em que: IP = corrente de partida, ampres; N = potência instalada em cv ou Hp; V = voltagem da linha; e kVA/Hp = potência aparente com o rotor bloqueado, por unidade de potência nominal do motor, em função da letra de código do motor, dada pela tabela seguinte. 53 Hidráulica: Instalação de Recalque Prof. Fernando França da Cunha 11/12/2012 Hidráulica Prof. Fernando França da Cunha Custo de demanda (CD): Hidráulica Aplicada UFMS Fernando França da C Potência aparente em função da letra de código do motor Letra código do motor A B C D E F G H J K Letra código do motor L M N P R S T U V kVA/Hp 0,00 - 3,14 3,15 - 3,54 3,55 - 3,99 4,00 - 4,49 4,50 - 4,99 5,00 - 5,59 5,60 - 6,29 6,30 - 7,09 7,10 - 7,99 8,00 - 8,99 kVA/Hp Letra código do motor kVA/H 9,00 - 9,99 10,00 - 11,19 11,20 - 12,49 12,50 - 13,99 14,00 - 15,99 16,00 - 17,99 18,00 - 19,99 20,00 - 22,39 22,40 - 20,00 Hidráulica Prof. Fernando França da Cunha Custos mensais da energia elétrica Calcular o custo mensal de energia elétrica considerando que a motobomba irá operar por 12 horas diárias. Dados do motor: Potência do motor a ser considerada é a exigida pelo ponto de projeto; e Código do motor letra “F”. Dados da instalação elétrica: Fator de potência da companhia elétrica (cos Φ1) de 0,88; Voltagem da rede (V) de 220W; Custo kWh de R$ 0,18. CC E preço do kWh E kW horas E (10 0,735) (12 h / dia 30 dias ) E 2.646 kW CC 2.646 0,18 CC R$ 476,28 54 Hidráulica: Instalação de Recalque Prof. Fernando França da Cunha 11/12/2012 Hidráulica Prof. Fernando França da Cunha Custos mensais da energia elétrica cos1 0,88 TA CC 1 TA 476,28 1 TA R$16,81 cos 0,85 IP 1.000 N k VA/ HP 3 V IP 1.000 10 5,30 3 220 I P 139,0889 A V I P cos 3 220 139,0889 0,85 3 PD PD 45,05 k W 1.000 1.000 C D PD preço do k W C D 45,05 0,18 C D R$ 8,11 PD C CC TA CD C 476,28 16,81 8,11 C R$ 501,20 Hidráulica Prof. Fernando França da Cunha Sistemas de partida de motores elétricos Importante para diminuir o pico de demanda por meio da diminuição da corrente de partida. Tipos de partida: Partida direta Partida estrela-triângulo Partida compensadora Partida série-paralelo Conversor de frequência Soft-starter 55 Hidráulica: Instalação de Recalque Prof. Fernando França da Cunha 11/12/2012 Hidráulica Prof. Fernando França da Cunha FIM [email protected] 56
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