M.A.P.A. HIDRÁULICA
DETERMINAÇÃO DA BOMBA DE RECALQUE COMERCIAL DE UM PRÉDIO RESIDENCIAL DE MÚLTIPLOS ANDARES
Olá, aluno(a),
Tudo bem? Seja bem-vindo(a) à nossa atividade M.A.P.A. da disciplina Hidráulica. A atividade tem como tema “determinação da bomba de recalque comercial de um prédio residencial de múltiplos andares”, e está dividida em três etapas, abordando os conteúdos que serão estudados ao longo de toda a disciplina Hidráulica.
As suas tarefas nesse M.A.P.A. serão:
Determinar o consumo diário e o volume do reservatório do prédio;
Calcular as perdas de carga no projeto da bomba hidráulica;
Estimar qual potência da bomba a ser utilizada.
Bom trabalho!
Profº André Simões
INSTRUÇÕES DE ENTREGA
Este é um trabalho INDIVIDUAL.
As respostas devem ser entregues utilizando o Modelo de Resposta MAPA Hidráulica disponibilizado.
Sobre o seu preenchimento, é necessário o cumprimento das seguintes diretrizes:
Não serão aceitas respostas que constam apenas o resultado numérico, sem que seja demonstrado o raciocínio que o levou a encontrar aquela resposta;
Toda e qualquer fonte e referência que você utilizar para responder os questionários deve ser citada ao final da questão;
Após inteiramente respondido, o Modelo de Resposta MAPA Hidráulica deve ser enviado para correção pelo seu Studeo em formato de arquivo DOC / DOCX ou PDF, e apenas estes formatos serão aceitos;
O Modelo de Resposta MAPA Hidráulica pode ter quantas páginas você precisar para respondê-lo, desde que siga a sua estrutura;
O Modelo de Resposta MAPA Hidráulica deve ser enviado única e exclusivamente pelo seu Studeo, no campo "M.A.P.A." desta disciplina. Toda e qualquer outra forma de entrega deste Modelo de Resposta MAPA
não é considerada.
A qualidade do trabalho será considerada na hora da avaliação, então preencha tudo com cuidado, explique o que está fazendo, responda as perguntas e mostre sempre o passo a passo das resoluções e deduções.
Quanto mais completo seu trabalho, melhor!
Problemas frequentes a evitar:
Coloque um nome simples no seu arquivo para não se confundir no momento de envio;
Se você usa OPEN OFFICE ou MAC, transforme o arquivo em PDF para evitar incompatibilidades;
Verifique se você está enviando o arquivo correto! É o MAPA da disciplina certa? Ele está preenchido adequadamente?
Como enviar o arquivo:
Acesse no Studeo o ambiente da disciplina e clique no botão M.A.P.A. No final da página há uma caixa tracejada de envio de arquivo. Basta clicar nela e então selecionar o arquivo de resposta da sua atividade;
Antes de clicar em FINALIZAR, certifique-se de que está tudo certo, pois uma vez finalizado você não poderá mais modificar o arquivo. Sugerimos que você clique no link gerado da sua atividade e faça o download para conferir se está de acordo com o arquivo entregue.
Sobre plágio e outras regras:
Trabalhos copiados da internet ou de outros alunos serão zerados;
Trabalhos copiados dos anos anteriores também serão zerados, mesmo que você tenha sido o autor.
A equipe de mediação está à sua disposição para o atendimento das dúvidas por meio do “Fale com o Mediador” em seu Studeo. Aproveite essa ferramenta!
VOCÊ ESTÁ PREPARADO(A)?
Nas próximas páginas, você será DESAFIADO(A)! Como futuro(a) engenheiro(a), queremos que você desenvolva habilidades essenciais para a sua jornada, como: analisar, sistematizar, refletir e tomar decisão.
Uma aprendizagem ativa relevante é relacionada à nossa vida, aos nossos projetos e expectativas. E nisso, a Hidráulica é excelente! Analisar os desafios da vida real para a tomada de decisão, transformando-os em um objeto de estudo que permita a aplicação de conceitos de engenharia na vivência prática de concepção de projetos.
O objetivo deste desafio é provocar o seu senso crítico, buscando na leitura os fundamentos necessários à explicação e compreensão das questões propostas, conectando o conteúdo da Hidráulica à realidade. Além disso, este desafio proporciona autonomia para que você seja capaz de organizar suas atividades mentais, de modo a desenvolver não somente o que compete às suas atribuições como estudante, mas também como futuros profissionais.
Nossa atividade está dividida em três etapas que deverão ser feitas individualmente. Você será desafiado(a) a convencer seu gerente de projetos entre investir ou não no projeto autossustentável proposto por você.
Assim, seus conhecimentos serão colocados à prova! Você está preparado(a)? Vamos lá!
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.
Fonte: Macintyre, 2017.
Anexo III – Tabela de perdas de carga localizada – Equivalência em metros de tubulações de PVC rígido ou
cobre.
Fonte: Macintyre, 2017.
