Blocos de ancoragem As tubulaes e acessrios esforos

Blocos de ancoragem • As tubulações e acessórios esforços internos e externos que precisam ser absorvidos e transferidos a outras estruturas • Esforços externos curvas, válvulas, reduções, derivações: devido à pressão interna não se anulam em todas as direções • A resultante da soma dos vetores é a força a ser absorvida externamente através do bloco de ancoragem • O bloco de ancoragem tem a função de absorver e transferir essa força ao solo

Tipos de Corrosão • Corrosão pelo solo: estruturas metálicas enterradas estão sujeitas. Intensidade depende do teor de umidade, da composição química e do p. H do solo. Um solo de baixa resistividade elétrica é considerado mais agressivo pois possui umidade permanente e sais minerais dissolvidos • Corrosão pela água: corresponde aos processos corrosivos no qual o eletrólito é um meio aquoso • Corrosão eletrolítica: processos corrosivos de natureza eletroquímica. Estão sujeitas estruturas metálicas enterradas ou submersas, os quais são submetidas a correntes elétricas dispersas no eletrólito. Um dos mais agressivos às estruturas metálicas.

Limpeza e Reabilitação das Adutoras • Sedimentação: • Deposição de material. Geralmente quando o tratamento é inadequado (areia, silte, materiais orgânicos ou alumínio, cal ou carbonato de cálcio). Mas também pode ocorrer em águas tratadas. • Incrustação • Pode ser causada por diversos fatores: alcalinidade, dureza, presença de sólidos em suspensão, temperatura, velocidade da água e estado da superfície interna dos tubos. E também pela presença de: ferro, manganês e cálcio. • Tubos de ferro fundido não revestido – depósito de ferro insolúvel • Nas tubulações revestidas e não-metálicas – a água tratada não provoca incrustação

Utilizado para recuperar tubos de ferro fundido com ou sem revestimento e tubos de aço, com sérios problemas de corrosão e incrustação. Para D>150 mm pode ser econômico se comparado com a troca da tubulação por uma nova.

Equipamentos de Medição • Medidores de pressão: • Medem a pressão relativa, considerando como origem de medida a pressão atmosférica • Manômetros: os mais simples são constituídos por um tubo em U ao qual se acopla um sensor de pressão que fornece um sinal a um elemento secundário

h H d R D

Requisito que o fluido seja condutor ultrassônico e tenha um escoamento relativamente bem desenvolvido Os aparelhos podem ser colocados de modo a receberem as ondas diretamente ou através de reflexão na parede da tubulação A unidade eletrônica irá medir o tempo que o sinal leva para transitar de um transdutor a outro Pela diferença de tempo de trânsito pode-se obter a velocidade do escoamento

Se existe um campo magnético, há a indução de corrente e uma diferença de potencial Essa diferença de potencial é proporcional à velocidade que atravessa o campo magnético Determina-se a velocidade e pela equação da continuidade, a vazão Deve-se evitar pontos altos sujeitos a acúmulos de bolhas de ar

Bombas e Estações Elevatórias

Estações Elevatórias • Escoamentos por gravidade possibilitam economia de energia, facilidade de operação, manutenção e segurança • No entanto, não são possíveis sempre: – Cidades em cotas elevadas em relação aos mananciais próximos – Distância dos mananciais que se encontram em posição mais alta que a cidade è Necessidade de estações elevatórias è Estação elevatória é o conjunto das edificações, instalações e equipamentos, destinados a abrigar, proteger, operar, controlar e manter os conjuntos elevatórios (motor-bomba) que promovem o recalque da água.

Estações Elevatórias • Estações elevatórias de água bruta • Estações elevatórias de água tratada • Boosters (entre reservatórios)

Classificação das Bombas • Bombas cinéticas • São bombas que fornecem energia à água sob forma de velocidade, que no interior da bomba transforma-se em energia de pressão, fazendo com que a água atinja alturas desejadas – Bombas centrífugas – Bombas periféricas – Bombas especiais

Classificação das Bombas • Bombas de deslocamento positivo • Neste tipo de bomba não há troca de energia interna na massa líquida. Apenas um aumento de pressão, que faz com que a água se desloque de uma posição estática para outra mais elevada – Alternativas: com movimento alternado (de pistão, de êmbolo, de diafragma); – Rotativas: rotor simples ou blow case (de palheta, pistão, elemento flexível e parafuso) e rotor múltiplo (engrenagem, rotor lobular, pistão oscilatório e parafuso)

Bombas Centrífugas • São bombas hidráulicas que têm como princípio de funcionamento a força centrífuga através de palhetas e impulsores que giram no interior de uma carcaça estanque, jogando líquido do centro para a periferia do conjunto girante.

Classificação segundo a trajetória do líquido no rotor • Bombas de fluxo radial – O formato do rotor impõe um escoamento líquido no sentido centrífugo radial – Empregadas onde se exige grande altura de elevação e vazão relativamente pequena – Tipicamente utilizadas em captações com grande recalque: em elevatórias situadas junto a estações de tratamento ou a reservatório e em estações de reforço de pressão – Quando a pressão a ser gerada for muito elevada, as bombas centrífugas podem ter dois ou mais rotores fechados: são as bombas de duplo ou múltiplo estágio

Classificação segundo a trajetória do líquido no rotor • Bombas de fluxo axial – Movimentação da água no sentido do rotor, o escoamento se dá no sentido axial – Empregado para recalcar grandes vazões e pequena altura de elevação – É utilizada, freqüentemente, em captações de água de mananciais de superfície com pequena altura de elevação

Classificação segundo a trajetória do líquido no rotor • Bombas de fluxo misto – Combinam princípios das bombas radiais e axiais – O caminhamento da água é helicoidal – Empregada nos casos em que a altura de elevação é relativamente baixa e a vazão elevada – Ex. : bombas de eixo prolongado para a extração de água de poços profundos

Grandezas características • A escolha da bomba é feita através de: – vazão de bombeamento – altura manométrica total capaz de ser produzida pela bomba a essa vazão – Outras grandezas: a rotação, a potência absorvida e a eficiência

Grandezas características

Grandezas características 1) Altura manométrica total em metros (Hman): • HR somatório das perdas de carga distribuídas e localizadas na tubulação de recalque: HR = J. LR + h. R (m) • HS somatório das perdas de carga distribuídas e localizadas na tubulação de sucção: HS = J. LS + h. S (m) • Hg altura geométrica: Hg = Hgr + Hgs (m)

Grandezas características 2) Vazão 3) Rotação caracterizada pela velocidade que a máquina de acionamento imprime à bomba. No caso de motor elétrico, essa velocidade é função direta da freqüência ou ciclagem da corrente e do número de pólos que possui o motor • Bomba de alta rotação • Bomba de média rotação • Bomba de baixa rotação 3. 000 a 3. 600 rpm 1. 500 a 1. 800 rpm 1. 200 rpm ou menor • f = freqüência da corrente (60 hz) e n = número de pólos

Grandezas características 4) Eficiência ou rendimento da bomba nem toda a energia cedida pelo motor é aproveitada pela água, devido às perdas existentes na bomba. • • • Pu = potência útil em CV (cavalo vapor) Q = vazão (m 3/s) Hman = altura manométrica (m) g = peso específico da água (kgf/ m 3) 75 = fator de compatibilização de unidades (CV)

Grandezas características 5) Potência absorvida pela bomba (CV): g = peso específico da água = eficiência da bomba

Curvas características das bombas centrífugas • As bombas centrífugas são máquinas que podem trabalhar à mesma rotação, sob diferentes condições de vazão e de altura manométrica • Interdependência destes valores, de conformidade com a vazão bombeada e a altura manométrica da bomba, operando a uma velocidade constante • Cada bomba é projetada para elevar uma determinada vazão a uma altura manométrica total em condições de máximo desempenho a medida que o par Q, Hman se afasta destas condições, o rendimento da bomba tende a cair

Curva característica de uma bomba

Curva característica do sistema elevatório • É a curva que relaciona a Hman do sistema de elevação do líquido com a vazão de bombeamento • Para o traçado da curva, é necessário definir os diâmetros das tubulações de sucção, recalque e barrilete

Relações características nas bombas centrífugas • Relações que permitem obter as curvas características da bomba para uma rotação diferente daquela cujas curvas características são conhecidas. • Relações que permitem predizer novas curvas características de uma bomba, caso diminua o diâmetro do rotor

Variação da rotação da bomba • Bomba com mesmo rotor, girando a velocidades diferentes: • • n 1 e n 2 velocidade de rotação da bomba Q 1 e Q 2 vazão de bombeamento relativo a n 1 e n 2 H 1 e H 2 altura manométrica total da bomba relativa a n 1 e n 2 P 1 e P 2 potência consumida pela bomba relativa a n 1 e n 2 Estas relações conhecidas como leis da semelhança, são utilizadas para se determinar o efeito da variação da rotação na vazão, altura e potência de uma bomba

Variação do diâmetro do rotor • Variando-se o diâmetro do rotor (Dr) de uma bomba, com rotação constante, tem-se:

Cavitação • Processo de criação e colapso de bolhas, originadas quando a pressão do líquido atinge a tensão máxima do vapor do líquido na sua temperatura • Pode aparecer em estruturas fixas (válvulas, orifícios, curvas, sifões, etc. ) e em máquinas hidráulicas (bombas e turbinas) • Sério problema na operação de bombas, pois pode: – Reduzir a capacidade e eficiência da bomba – Causar danos ao rotor – Provocar ruídos e vibração na bomba • Existe perigo de cavitação principalmente quando as bombas operam com altas velocidades de rotação e capacidade superior àquela relativa ao ponto ótimo de funcionamento

NPSHdisponível • Disponibilidade de energia que faz com que a água consiga alcançar as pás do rotor da bomba NPSHd carga de sucção positiva disponível (m) Hg, s altura estática de sucção: positiva quando a bomba está afogada e negativa, caso contrário (m) Patm pressão atmosférica (N/m 2) Pvapor pressão do vapor de água (N/m 2) g peso específico da água (N/m 3)