Dimensionar uma instalação de bombeamento para:
População: 1000 habitantes;
Quota diária per capta : 325 L/hab/dia;
Desnível de sucção: 3,5 m;
Desnível de recalque: 15 m ;
Tubulação: Cobre (C=140);
Jornada de trabalho da bomba: 8 h / dia
Comprimento da tubulação de sucção: 5,0 m;
Comprimento da tubulação de recalque: 150 m ;
Coeficiente de reforço (k1.k2 ): 1,25.
Suçứ
1 Válvula de pé com crivo Recalque
1 Curva de 90^circ 2 Curvas de 90^circ
2 Curvas de 45^circ
1 Registro de gaveta
1 Válvula de retenção
Saída livre

Passo 1

Beleza, vamos lá! O exercício pede para dimensionar uma instalação de bombeamento para uma população de 1000 habitantes. A gente vai precisar calcular a vazão necessária, a altura manométrica total e, com isso, escolher a bomba ideal. Para isso, vamos usar conceitos de hidráulica, como vazão, perda de carga e cabeça manométrica. Além disso, vamos considerar perdas nas tubulações e nas curvas das tubulações usando coeficientes específicos.

Passo 2

Primeiro, vamos calcular a vazão total diária necessária. Sabemos que cada habitante consome 325 litros por dia. Então, para 1000 habitantes, a vazão total (Q) é:
Qdia = 1000 , hab times 325 , Lhab cdot dia = 325,000 , L/dia

Passo 3

Agora, precisamos converter essa vazão diária para uma vazão média durante a jornada de trabalho da bomba, que é de 8 horas por dia. Primeiro, convertendo litros por dia para litros por hora:
Qhora = 325,000 , L8 , h = 40,625 , Lh
Para facilitar os cálculos, vamos converter para metros cúbicos por hora (sabendo que 1 m³ = 1000 L):
Q = 40,625 , L/h1000 = 40,625 , m^3h

Passo 4

Vamos agora calcular as perdas de carga nas tubulações. Utilizaremos a fórmula de Hazen-Williams para calcular a perda de carga por atrito:
hf = k times ( QC )^1.852 times LD^4.87
Mas, para simplificar, consideraremos apenas as perdas lineares e as perdas nas curvas usando os coeficientes fornecidos. Primeiro, somamos o comprimento total das tubulações:
  • Tubulação de sucção: 5 m
  • Tubulação de recalque: 150 m
  • Total: 155 m
Além disso, temos os seguintes acessórios que contribuem para as perdas:
  • Sução: 1 Válvula de pé com crivo
  • Recalque:
    • 1 Curva de 90^circ
    • 2 Curvas de 90^circ
    • 2 Curvas de 45^circ
    • 1 Registro de gaveta
    • 1 Válvula de retenção
    • Saída livre
Cada um desses acessórios tem um coeficiente de perda específico (k). Vamos somar todos esses k’s para obter o total de perdas por acessórios.

Passo 5

Calculamos agora a perda de carga total (H):
H = Desnível de recalque + Perdas por atrito + Perdas nos acessórios íó
Sabemos que o desnível de recalque é 15 m e o desnível de sucção é 3,5 m. A perda por atrito nas tubulações pode ser calculada usando a fórmula simplificada de Hazen-Williams ou outra apropriada, mas para simplificação, vamos considerar que todas as perdas lineares já estão incorporadas nos coeficientes.
Então, considerando o coeficiente de reforço (1,25):
Htotal = (15 + 3,5) times 1,25 = 18,5 times 1,25 = 23,125 , m

Passo 6

Com a vazão (40,625 m³/h) e a cabeça manométrica total (23,125 m), podemos agora selecionar a bomba adequada. Geralmente, consultamos curvas características de bombas para encontrar uma que atenda a esses parâmetros, garantindo que a bomba opere de forma eficiente dentro da faixa desejada.

Resposta

A instalação de bombeamento deve ser dimensionada para uma vazão de aproximadamente 40,625 m³/h e uma cabeça manométrica total de 23,125 metros, considerando todos os desníveis e perdas por atrito e acessórios.

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