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MAPA – HIDRÁULICA – 52/2023
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.

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Determinação da bomba de recalque residencial

  • 1. MAPA – HIDRÁULICA – 52/2023 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;
  • 2. 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
  • 3. 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):
  • 4. 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);
  • 5. 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.