Sistemas Elevat

1
Sistemas Elevatórios
Aula 17
2
Instalação, Utilização e Manutenção
3
Transporte da Bomba Através do Flange de Recalque
4
Transporte do Conjunto Moto-Bomba
Cuidar para que o protetor de acoplamento e os
chumbadores não se danifiquem ou extraviem
durante o transporte.
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Assentamento da Base
6
Nivelamento da Base
7
Enchimento da Base com Concreto
8
Execução com Calços de Regulagem
9
Alinhamento do Acoplamento
Controle Radial
Controle Axial
10
Sucção Negativa
11
Sucção Positiva
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Recomendações para Tubulação de Sucção

1. Somente após completada a cura do concreto de
   enchimento da base é que a tubulação deve ser
   conectada ao flange da bomba
2. A tubulação de sucção, tanto quanto possível
   deve ser curta e reta, evitando perdas de carga e
   totalmente estanque impedindo a entrada de ar

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Recomendações para Tubulação de Sucção

1. Para que fique livre de bolsas de ar, o trecho
   horizontal da tubulação de sucção, quando
   negativa, deve ser instalado com ligeiro declive
   no sentido bomba-tanque de sucção. Quando
   positiva, o trecho horizontal da tubulação deve
   ser instalado com ligeiro aclive no sentido
   bomba-tanque de sucção
2. O diâmetro nominal do flange de sucção não
   determina o diâmetro nominal da tubulação de
   sucção. Para fins de cálculo do diâmetro ideal,
   como referencial, a velocidade pode ser
   estabelecida entre 1,0 e 2,0 m/s

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Recomendações para Tubulação de Sucção

1. Quando houver necessidade de uso de redução, esta
   deverá ser excêntrica, montada com o cone para
   baixo, de tal maneira que a geratriz superior da
   redução fique em posição horizontal e coincidente
   com a geratriz da flange da bomba. Isto para
   impedir a formação de bolsas de ar
2. Curvas e acessórios, quando necessários deverão
   ser projetadas e instaladas de modo a propiciar
   menores perdas de carga. Ex. prefira curva de
   raio longo ou médio

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Recomendações para Tubulação de Sucção

1. O flange da tubulação deve justapor-se ao de
   sucção da bomba, totalmente livre de tensões, sem
   transmitir quaisquer esforços à sua carcaça. A
   bomba nunca deve ser ponto de apoio para a
   tubulação. Se isto não for observado poderá
   ocorrer desalinhamento e suas conseqüências,
   trincas de peças e outras graves avarias
2. Em instalações onde se aplica válvula de pé
   observar que a área de passagem seja 1,5 vezes
   maior que a área da tubulação. Normalmente
   acoplada à válvula de pé deverá existir um crivo,
   cuja área de passagem livre seja de 3 a 4 vezes
   maior que a área da tubulação

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Recomendações para Tubulação de Sucção

1. Quando o líquido bombeado estiver sujeito a
   altas variações de temperatura, deve-se prever
   juntas de expansão para evitar que os esforços
   tubulares devidos a dilatação e contração recaiam
   sobre a bomba
2. Em sucção positiva é recomendável a instalação
   de uma válvula para que o afluxo à bomba possa
   ser fechado quando necessário. Durante o
   funcionamento da bomba a mesma deverá permanecer
   totalmente aberta. Sucção com um só barrilete
   para várias bombas, deve ter uma válvula para
   cada bomba e a interligação entre o barrilete e a
   tubulação de sucção deverá ser sempre com
   mudanças de direção em ângulos inferiores a 45º.
   Em todos estes casos de uso de válvula de gaveta,
   a haste da mesma deverá estar disposta
   horizontalmente ou verticalmente para baixo

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Recomendações para Tubulação de Sucção

1. A fim de evitar turbulência, entrada de ar, areia
   ou lodo na sucção da bomba, deve ser obedecido na
   instalação as recomendações dos padrões do
   Hydraulic Institute (http//www.pumps.org)
2. Verificar o alinhamento do acoplamento após
   completado o aperto da tubulação, se o mesmo foi
   feito antes do aperto
3. A fim de facilitar a montagem da tubulação e a
   ajustagem das peças, instalar, sempre que
   necessário, juntas de montagem do tipo Dresser,
   comum ou tipo especial com tirantes

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Recomendações para Tubulação de Recalque
Considerar válido para o recalque as
recomendações a, b, f, g, i, l referente a
tubulação de sucção.

1. Deverá possuir dispositivos para o controle do
   golpe de aríete, sempre que os valores das
   sobrepressões provenientes do retorno do líquido
   em tubulações longas ultrapassar os limites
   recomendados para a tubulação e a bomba
2. A ligação da tubulação de recalque ao flange da
   bomba deverá ser executada com uma redução
   concêntrica, quando seus diâmetros forem
   diferentes

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Recomendações para Tubulação de Recalque

1. Nos pontos onde houver necessidade de expurgar o
   ar deverão ser previstas válvulas ventosas
2. Prever uma válvula, instalada preferencialmente
   logo após a boca de recalque da bomba, de modo a
   possibilitar a regulagem adequada da vazão e
   pressão do bombeamento, ou prevenir sobrecarga do
   acionador

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Recomendações para Tubulação de Recalque

1. A válvula de retenção quando instalada, deve ser,
   entre a bomba e a válvula de saída, prevalecendo
   este posicionamento em relação ao item D.
2. Deve-se prever juntas de montagem para absorver
   os esforços de reação do sistema, provenientes
   das cargas aplicadas.
3. Válvulas de segurança, dispositivos de alívio e
   outras válvulas de operação, afora as aqui
   citadas, deverão ser previstas sempre que
   necessárias.

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Providências para a Primeira Partida

• Fixar a bomba e o seu acionador firmemente na
  base.
• Fixar a tubulação de sucção e de recalque.
• Conectar e colocar em funcionamento as tubulações
  e conexões auxiliares (quando houver).
• Fazer as ligações elétricas, certificando-se de
  que todos os sistemas de proteção do motor
  encontram-se devidamente ajustados e funcionando.

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Providências para a Primeira Partida

• Examinar o mancal quanto a limpeza e penetração
  de umidade.
• Preencher o suporte de mancal com óleo na
  quantidade e qualidade conforme as instruções do
  fabricante.
• Verificar o sentido de rotação do acionador,
  fazendo-a com a bomba desacoplada para evitar
  operação a seco da bomba.
• Certificar-se manualmente de que o conjunto
  girante roda livremente.

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Providências para a Primeira Partida

• Certifique-se de que o alinhamento do acoplamento
  foi executado
• Montar o protetor de acoplamento
• Escorvar a bomba, isto é, encher a bomba e a
  tubulação de sucção com água ou com líquido a ser
  bombeado, eliminando-se simultaneamente o ar dos
  interiores
• Certificar-se de que as porcas do aperta gaxeta
  estão apenas encostadas (bombas com gaxeta)
• Abrir totalmente a válvula de sucção (quando
  houver) e fechar a de recalque.

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Supervisão Durante Operação
Semanal

• Ponto de operação da bomba
• Corrente consumida pelo motor e valor da tensão
  da rede
• Pressão de sucção
• Vibrações e ruídos anormais
• Nível de óleo
• Vazamento das gaxetas (se houver).

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Supervisão Durante Operação
Semestral

• Parafusos de fixação da bomba, do acionador e da
  base.
• Alinhamento do conjunto bomba-acionador.
• Lubrificação do acoplamento (quando aplicável).
• Substituir o engaxetamento se necessário (quando
  aplicável).
• Verificar selo mecânico (quando aplicável), se
  suas faces não estão desgastadas, arranhada, ou
  quebradas. Substituir se necessário.

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Providências para a Parada da Bomba

• Fechar a válvula de recalque.
• Desligar o acionador e observar a parada
  gradativa e suave do conjunto.
• Fechar a válvula de sucção (se houver).
• Fechar as tubulações auxiliares (desde que não
  haja contra indicações).

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Vista Explodida - Bomba com Gaxeta
28
Vista Explodida - Bomba selo mecânico
29
(No Transcript)
30
Lista de Peças
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Cavitação
Formação de cavidades macroscópicas em um
líquido, a partir de núcleos gasosos microscópicos
Fenômeno que consiste na formação de bolhas de
vapor (vazios no meio fluido) que ocorre no
interior de sistemas hidráulicos.
pextltpv
pextgtpv
pv
Sobrepressão (efeito centrífugo)
Colapso da bolha (efeito centrípeto)
Formação da bolha
Condensação da bolha
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Características de uma Bomba em Cavitação

• Queda do rendimento
• Aumento da potência de eixo (bombas)
• Queda da potência de eixo (turbinas)
• Marcha irregular, trepidação e vibração das
  máquinas, pelo desbalanceamento que acarreta
• Ruído, provocado pelo fenômeno de implosão das
  bolhas.

33
Cavitação
Cavitação em perfil hidrodinâmico. (NAOE, Univ.
of Tokyo, Japão)
34
Cavitação
Modelo típico com escoamento
Modelo típico de danificação
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Turbina Francis Danificada pela Cavitação
36
Rotor Danificado
37
Net Positive Suction Head (N.P.S.H) Disponível
5.40
Z2
(2)
Z1
Pa
Z
(1)
Aplicando a Eq. Energia em (1) e (2) tem-se
5.41
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Net Positive Suction Head (N.P.S.H) Disponível
(pressão atmosférica, leitura barométrica local)
5.42
(nível constante)
(nível constante)
(altura estática sucção)
5.43
5.44
39
(N.P.S.H) Requerido
D145mm
9 8 7 6 5 4 3 2 1
N.P.S.Hr(m)
D174mm
5
10
15
20
25
30
Q (m3/h)
40
(N.P.S.H) Requerido
N.P.S.H (m)
Requerido
Folga
A
Disponível
Q
Qmáx
Q (m3/h)
?
5.45
?
41
Determinação da Máxima Altura Estática de Sucção
5.46
42
Determinação da pa e pv
5.47
T(0C) 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50
pv/? 0,09 0,13 0,17 0,24 0,32 0,43 0,57 0,75 0,98 1,25
43
Coeficiente de Cavitação de Thoma
5.48
Possibilidade cavitação
Possibilidade cavitação
44
Coeficiente de Cavitação de Thoma
5.49
5.50
5.51
5.52
5.53
45
Cavitação em Turbinas Hidráulicas do Tipo Francis
e Kaplan no Brasil
CEPEL (Centro de Pesquisa de Energia Elétrica da
Eletrobrás), mostraram que os gastos com a
recuperação das turbinas hidráulicas no Brasil
foram da ordem de US 13,000,000.00 (treze
milhões de dólares),
Fonte http//www.eln.gov.br/ERLAC.htm
46
Cavitação em Turbinas Hidráulicas do Tipo Francis
e Kaplan no Brasil
Principais fatores que levam estas turbinas a
cavitar poderão ser os abaixo relacionados
(individuais ou em conjunto)

• Perda dos perfis das pás rotoras, devido a
  sucessivas intervenções para reparos,
  principalmente quando não se dispõe de gabaritos
  para a reconstituição do perfil
• Perda dos perfis das palhetas diretrizes
• Rugosidade excessiva
• Operação fora das faixas garantidas, isto é, com
  carga parcial ou com sobrecarga

Fonte http//www.eln.gov.br/ERLAC.htm
47
Cavitação em Turbinas Hidráulicas do Tipo Francis
e Kaplan no Brasil
Principais fatores que levam estas turbinas a
cavitar poderão ser os abaixo relacionados
(individuais ou em conjunto)

• Desconjugação das palhetas diretrizes com as pás
  rotoras
• Características da água do reservatório
• Operação com altura de sucção inferior a mínima
  prevista
• Projeto de perfis inadequados
• Sucção da unidade subestimada
• Proteção insuficiente das áreas sujeitas a
  severa cavitação, previstas nos ensaios de modelo
  em escala reduzida.

Fonte http//www.eln.gov.br/ERLAC.htm
48
Exemplo 5.6
A bomba mostrada na figura a seguir recalcar uma
vazão de 30m3/h com uma rotação de 1750rpm e,
para esta vazão, o N.P.S.H requerido é de 2,50m.
A instalação esta na cota 834,50m e a temperatura
média da água é de 200C. Determinar o valor do
comprimento x para que a folga entre o N.P.S.H
disponível e o requerido seja de 3,80m. Diâmetro
da tubulação 3, material da tubulação P.V.C
rígido, coeficiente de rugosidade da fórmula de
Hazen-Williams C150. Na sucção, existe uma
válvula de pé com crivo e um joelho de 900.
0,50m
834,50
833,10
X
49
Exemplo 5.6
50
Exemplo 5.6
Joelho 900 Válvula de pé
51
Exemplo 5.7
Qual é a rotação específica Ns de uma bomba
centrífuga que recalca 200l/s sob uma carga
(altura total de elevação) de 37,5m a 1760rpm?
Determine a altura total de elevação e a
capacidade de vazão desta bomba operando a
1480rpm, na mesma condição de eficiência.
Especifique, em cada caso, a máxima altura total
de sucção hs possível, se o coeficiente de
cavitação crítico vale sc0,22. Assuma que a
pressão atmosférica local corresponde a 9,62m.c.a
e a pressão de vapor da água 0,20m.c.a
Centrífuga rápida
52
Exemplo 5.7
53
Custos do Sistema de Esgotamento Sanitário
Curiosidade
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Custo de Implantação das Redes Coletoras de
Esgotos
Custo Total (100) Implantação da Obra (3,8 ) Canteiro e locação Tapumes e sinalização Passadiços 0,6 2,1 1,1
Custo Total (100) Valas (61,2 ) Levantamento de pavimento Escavação Escoramento Reaterro 1,3 10,6 38,8 10,5
Custo Total (100) Assentamento de tubulações (25,1 ) Transporte Assentamento Poços de visita Ligações prediais Cadastro 0,4 4,1 15,5 4,6 0,5
Custo Total (100) Serviços Complementares (9,9 ) Lastros e bases adicionais Reposição do pavimento Recomposição de G.A.P. 0,7 9,2 0,1