PROJETO BÁSICO DO SISTEMA DE ESGOTAMENTO SANITÁRIO DA CIDADE DO CRATO

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1 PREFEITURA MUNICIPAL DO CRATO Rio da Batateira Bairro ameiro B1 Bairro Franca Alencar Bairro São Gonçalo B3a Bairro Cacimbas B5a Bairro Gisela Pinheiro B6 B7a B7b B7c Bairro Novo Crato B5b B5c B11A Seminário B9 Bairro Pimenta B11 Bairro Recreio Bairro Centro Bairro Vila Alta B13b B13a Consta ntina Rch. Rio Granjeiro B15a B14c B15b Santa B15c Luzia B Bairro B14b Zacarias B8a Bairro Bairro Alto Gonçalves Ossian da Penha SANITÁRIO DA CIDADE DO CRATO B10b B14a B4b Bairro Araripe B4a Sossêgo Bairro B10c Vila Lobo Bairro VOLUME B16 Nolvo II - PROJETO HIDRÁULICO DO SISTEMA DE ESGOTAMENTO Lameiro SANITÁRIO B8b DA CIDADE DO CRATO B10a Bairro Bairro Novo Parque TOMO IVa Horizonte - Memorial de Cálculo das Estações Elevatórias Granjeiro B1 Bairro Pinto Madeira Bairro Palmeiral B17a B17b B19 Bairro São Bento B18 Bairro São Miguel Bairro Mirandão PROJETO BÁSICO DO SISTEMA DE ESGOTAMENTO e Linhas de Recalque B3b Bairro Granjeiro Bairro Coqueiro Acquatool Consultoria

2 APRESENTAÇÃO O presente trabalho constitui-se no VOLUME II - PROJETO HIDRÁULICO DO SISTEMA DE ESGOTAMENTO SANITÁRIO DA CIDADE DO CRATO TOMO IVa MEMORIAL DE CÁLCULO DAS ESTAÇÕES ELEVATÓRIAS E LINHAS DE RECALQUE, parte integrante do Contrato de elaboração do PROJETO BÁSICO DO SISTEMA DE ESGOTAMENTO SANITÁRIO DA CIDADE DO CRATO, contratado pela Prefeitura Municipal do Crato/CE (Contrato N o /009-05) com a Empresa Acquatool Consultoria S/S Ltda. O Projeto Básico foi dividido em sete volumes a saber: Volume I - Resumo do Projeto e Estudos de Reconhecimento; Volume II - Projeto Hidráulico; Volume III - Especificações Técnicas; Volume IV - Estudos Topográficos; Volume V - Estudos Geotécnicos e Geológicos; Volume VI - Relatório Ambiental Preliminar; Volume VII - Levantamento de Áreas para Desapropriação. O Volume II Projeto Hidráulico será apresentado em seis Tomos. O Tomo I define os elementos utilizados e o referencial teórico para concepção dos estudos desenvolvidos. O Tomo II faz uma descrição das alternativas estudadas para o sistema, com soluções para o sistema de coleta. O Tomo III foi dividido em Tomo IIIa, IIIb e Tomo IIIc. O Tomo IIIa traz o memorial descritivo da rede coletora das sub-bacias 1 a 13 (Bacia 1), o Tomo IIIb traz o memorial descritivo da rede coletora das sub-bacias 14 a 5 (Bacia ) enquanto o Tomo IIIc apresenta as plantas de cálculo e execução da mesma. O Tomo IV foi dividido em Tomo IVa e Tomo IVb. O Tomo IVa traz o memorial de cálculo das Estações Elevatórias e Linhas de Recalque enquanto o Tomo IVb apresenta as plantas das mesmas. O Tomo V foi dividido em Tomo Va e Tomo Vb. O Tomo Va traz o memorial de cálculo das Estações de Tratamento de Esgoto e Emissários Finais enquanto o Tomo Vb apresenta as plantas das mesmas. O Tomo VI traz a relação de materiais, serviços e orçamento. Acquatool Consultoria 1

3 SUMÁRIO TOMO IVa MEMORIAL DE CÁLCULO DAS ESTAÇÕES ELEVATÓRIAS E LINHAS DE RECALQUE APRESENTAÇÃO... 1 LISTA DE FIGURAS... 4 LISTA DE TABELAS SISTEMA DE RECALQUE EE01 SB Estação Elevatória EE Linha de Recalque EE01 SB SISTEMA DE RECALQUE EE0 SB Estação Elevatória EE Linha de Recalque EE0 Booster EE Booster EE0 SB SISTEMA DE RECALQUE EE03 SB Estação Elevatória EE Linha de Recalque EE03 SB SISTEMA DE RECALQUE EE04 SB Estação Elevatória EE Linha de Recalque EE04 SB SISTEMA DE RECALQUE EE05 SB Estação Elevatória EE Linha de Recalque EE05 SB SISTEMA DE RECALQUE EE06 SB Estação Elevatória EE Linha de Recalque EE06 SB SISTEMA DE RECALQUE EE08 ETE GRANGEIRO Estação Elevatória EE Linha de Recalque EE08 ETE GRANGEIRO SISTEMA DE RECALQUE EE09 SB Estação Elevatória EE Linha de Recalque EE09 SB SISTEMA DE RECALQUE EE10 SB Estação Elevatória EE Linha de Recalque EE10 SB SISTEMA DE RECALQUE EE11 SB Estação Elevatória EE Linha de Recalque EE11 SB SISTEMA DE RECALQUE EE1 ETE GRANGEIRO Estação Elevatória EE Acquatool Consultoria

4 11.. Linha de Recalque EE1 ETE GRANGEIRO SISTEMA DE RECALQUE EE13 SB Estação Elevatória EE Linha de Recalque EE13 SB SISTEMA DE RECALQUE EE14 SB Estação Elevatória EE Linha de Recalque EE14 SB SISTEMA DE RECALQUE EE15 SB Estação Elevatória EE Linha de Recalque EE15 SB SISTEMA DE RECALQUE EE16 SB Estação Elevatória EE Linha de Recalque EE16 SB SISTEMA DE RECALQUE EE17 SB Estação Elevatória EE Linha de Recalque EE17 SB SISTEMA DE RECALQUE EE18 SB Estação Elevatória EE Linha de Recalque EE18 SB SISTEMA DE RECALQUE EE19 SB Estação Elevatória EE Linha de Recalque EE19 SB SISTEMA DE RECALQUE EE0 SB Estação Elevatória EE Linha de Recalque EE0 SB SISTEMA DE RECALQUE EE1 SB Estação Elevatória EE Linha de Recalque EE1 SB SISTEMA DE RECALQUE EE SB Estação Elevatória EE Linha de Recalque EE SB SISTEMA DE RECALQUE EE3 SB Estação Elevatória EE Linha de Recalque EE3 SB SISTEMA DE RECALQUE EE4 SB Estação Elevatória EE Linha de Recalque EE4 SB Acquatool Consultoria 3

5 LISTA DE FIGURAS Figura Envoltórias mínima e máxima calculadas para o emissário EMI Figura.1 - Envoltórias mínima e máxima calculadas para o emissário EMI Figura. - Envoltórias mínima e máxima calculadas para o emissário EMI0 (booster) Figura Envoltórias mínima e máxima calculadas para o emissário EMI Figura Envoltórias mínima e máxima calculadas para o emissário EMI Figura Envoltórias mínima e máxima calculadas para o emissário EMI Figura Envoltórias mínima e máxima calculadas para o emissário EMI Figura Envoltórias mínima e máxima calculadas para o emissário EMI Figura Envoltórias mínima e máxima calculadas para o emissário EMI Figura Envoltórias mínima e máxima calculadas para o emissário EMI Figura Envoltórias mínima e máxima calculadas para o emissário EMI Figura Envoltórias mínima e máxima calculadas para o emissário EMI Figura Envoltórias mínima e máxima calculadas para o emissário EMI Figura Envoltórias mínima e máxima calculadas para o emissário EMI Figura Envoltórias mínima e máxima calculadas para o emissário EMI Figura Envoltórias mínima e máxima calculadas para o emissário EMI Figura Envoltórias mínima e máxima calculadas para o emissário EMI Figura Envoltórias mínima e máxima calculadas para o emissário EMI Figura Envoltórias mínima e máxima calculadas para o emissário EMI Figura Envoltórias mínima e máxima calculadas para o emissário EMI Figura Envoltórias mínima e máxima calculadas para o emissário EMI Figura Envoltórias mínima e máxima calculadas para o emissário EMI Figura.1 - Envoltórias mínima e máxima calculadas para o emissário EMI Figura Envoltórias mínima e máxima calculadas para o emissário EMI Acquatool Consultoria 4

6 LISTA DE TABELAS Tabela Planilha das pressões críticas positivas e negativas ao longo do EMI01 sem dispositivos de proteção anti-golpe adicionais Tabela.1 - Planilha das pressões críticas positivas e negativas ao longo do EMI0 sem dispositivos de proteção anti-golpe adicionais Tabela. - Planilha das pressões críticas positivas e negativas ao longo do EMI0 (booster) sem dispositivos de proteção anti-golpe adicionais Tabela Planilha das pressões críticas positivas e negativas ao longo do EMI03 sem dispositivos de proteção anti-golpe adicionais Tabela Planilha das pressões críticas positivas e negativas ao longo do EMI04 sem dispositivos de proteção anti-golpe adicionais Tabela Planilha das pressões críticas positivas e negativas ao longo do EMI05 sem dispositivos de proteção anti-golpe adicionais Tabela Planilha das pressões críticas positivas e negativas ao longo do EMI06 sem dispositivos de proteção anti-golpe adicionais Tabela Planilha das pressões críticas positivas e negativas ao longo do EMI08 sem dispositivos de proteção anti-golpe adicionais Tabela Planilha das pressões críticas positivas e negativas ao longo do EMI09 sem dispositivos de proteção anti-golpe adicionais Tabela Planilha das pressões críticas positivas e negativas ao longo do EMI10 sem dispositivos de proteção anti-golpe adicionais Tabela Planilha das pressões críticas positivas e negativas ao longo do EMI11 sem dispositivos de proteção anti-golpe adicionais Tabela Planilha das pressões críticas positivas e negativas ao longo do EMI1 sem dispositivos de proteção anti-golpe adicionais Tabela Planilha das pressões críticas positivas e negativas ao longo do EMI13 sem dispositivos de proteção anti-golpe adicionais Tabela Planilha das pressões críticas positivas e negativas ao longo do EMI14 sem dispositivos de proteção anti-golpe adicionais Tabela Planilha das pressões críticas positivas e negativas ao longo do EMI15 sem dispositivos de proteção anti-golpe adicionais Tabela Planilha das pressões críticas positivas e negativas ao longo do EMI16 sem dispositivos de proteção anti-golpe adicionais Tabela Planilha das pressões críticas positivas e negativas ao longo do EMI17 sem dispositivos de proteção anti-golpe adicionais Tabela Planilha das pressões críticas positivas e negativas ao longo do EMI18 sem dispositivos de proteção anti-golpe adicionais Tabela Planilha das pressões críticas positivas e negativas ao longo do EMI19 sem dispositivos de proteção anti-golpe adicionais Tabela Planilha das pressões críticas positivas e negativas ao longo do EMI0 sem dispositivos de proteção anti-golpe adicionais Tabela Planilha das pressões críticas positivas e negativas ao longo do EMI1 sem dispositivos de proteção anti-golpe adicionais Tabela Planilha das pressões críticas positivas e negativas ao longo do EMI sem dispositivos de proteção anti-golpe adicionais Tabela.1 - Planilha das pressões críticas positivas e negativas ao longo do EMI3 sem dispositivos de proteção anti-golpe adicionais Tabela Planilha das pressões críticas positivas e negativas ao longo do EMI4 sem dispositivos de proteção anti-golpe adicionais Acquatool Consultoria 5

7 1. SISTEMA DE RECALQUE EE01 SB0 Acquatool Consultoria 6

8 Nos capítulos subsequentes, serão apresentados para cada um dos trechos estudados os dimensionamentos das estações elevatórias, os gráficos das envoltórias dos níveis piezométricos, além de planilhas ilustrando as pressões máximas e mínimas ao longo da tubulação, para as situações sem e com dispositivos de proteção antigolpe de aríete, o que permite avaliar quais os pontos críticos da linha de recalque e a eficiência dos dispositivos empregados. Recomenda-se, para proteger a bomba contra eventuais subpressões, que cada emissário projetado seja equipado com pelo menos uma ventosa, que deverá ser instalada a uma distância de cinco a dez metros a jusante da bomba. Além desta ventosa, alguns emissários necessitarão de ventosas adicionais para combater as subpressões geradas pelo golpe de aríete. Neste item, serão detalhados os equipamentos a serem instalados em cada emissário, suas especificações e localizações. 1. SISTEMA DE RECALQUE EE01 SB0 Este capítulo apresenta os resultados obtidos através da análise dos transientes hidráulicos nas tubulações de recalque, bem como cálculo da estação elevatória EE01, incluindo poço de sucção e dimensionamento de bomba Estação Elevatória EE01 A EE01 deverá recalcar os esgotos recebidos da SB01, através de um emissário de 100 mm, com uma extensão de 46,35 m, para a SB0. A Estação Elevatória será equipada com gerador de energia e bomba sobressalente (1+1, 100% da capacidade da EEB) como medidas de segurança em situações de pane energética e hidromecânica. O resumo do dimensionamento é apresentado a seguir mostrando os resultados dos cálculos efetuados para o Poço de Sucção, Estação Elevatória e Linha de Recalque. Acquatool Consultoria 7

9 DIMENSIONAMENTO - ESTAÇÃO ELEVATÓRIA E LINHA DE RECALQUE EE_01 (0 anos) 1- CARACTERÍSTICAS GERAIS LINHA DE RECALQUE Tipo de material da tubulação Qmáx = Vazão máxima de final de plano Qrec = Vazão máxima de recalque Qmed = Vazão média de início de plano L = Comprimento da tubulação 1. - ESTAÇÃO ELEVATÓRIA Nb = Número de bombas em funcionamento simultâneo (ativas) Nbr = Número de bombas reservas PVC 1,950 l/s 5,000 l/s 1,000 l/s 46,35 m 1 bomba(s) 1 bomba(s) - DIMENSIONAMENTO DA TUBULAÇÃO.1 - CÁLCULO DOS DIÂMETROS ECONÔMICOS O cálculo do diâmetro econômico foi obtido pela fórmula de Bresse apresentada a seguir: D = K. Q rec D = Diâmetro econômico segundo a fórmula de Bresse --- K = Coeficiente da fórmula de Bresse 1 Qrec = Vazão máxima de recalque 0,005 m 3 /s Por esta equação tem-se que: D = diâmetro do tubo. - DIÂMETRO ADOTADO NO PROJETO O diâmetro adotado para esta tubulação foi 71 mm 100 mm.3 - CÁLCULO DA VELOCIDADE NO TRECHO Para o cálculo da velocidade do fluxo na tubulação usou-se a equação a seguir: Q rec = π.d 4 V V = Velocidade no fluxo na tubulação --- Qrec = Vazão máxima de recalque 0,005 m 3 /s D = Diâmetro do tubo 0,100 m Por esta equação tem-se que a velocidade do fluxo na tubulação é igual à V = Velocidade no fluxo na tubulação 0,64 m/s.4 - CÁLCULO DA PERDA DE CARGA LINEAR Pela fórmula de HAZEN-WILLIANS, obtém-se a perda de carga linear na tubulação. j = 10,643 1, 85 j = Perda de carga linear pela fórmula de Hazen-Willians --- Q = Vazão no trecho 0,005 m 3 /s D = Diâmetro no tubo 0,100 m C = Coeficiente de Hazen-Willians 140.Q 1, 85.C.D 4, 87 Por esta equação tem-se que a perda de carga linear na tubulação é igual à: j = Perda de carga linear 0, m/m Acquatool Consultoria 8

10 .5 - CÁLCULO DA PERDA DE CARGA LOCALIZADA Segundo Azevedo Netto, as perdas de carga localizadas são função do quadrado da velocidade e do coeficiente "K". O valor deste coeficiente diz respeito ao tipo de singularidades existente na sucção, barrilete e na própria linha de recalque. Ver a equação a seguir: h f = K s V s..g V b..g h s = Perda de carga localizada --- K s = Coeficiente relacionado com as singularidades na sucção,00 K b = Coeficiente relacionado com as singularidades no barrilete 11,40 V s = Velocidade do fluxo na sucção 0,64 m/s V b = Velocidade do fluxo no barrilete 0,64 m/s g = Aceleração da gravidade 9,81 m/s Diâmetro do barrilete de sucção 100 mm Diâmetro do barrilete de recalque 100 mm + K b Obs: K foi obtido através do somatório de todos os K(s) relativos à todas as singularidades na linha de recalque e sucção. Ver tabela abaixo: TIPO K QUANT. K PARCIAL Sucção Crivo 0, Curva 90 o 0, Redução 0, Registro de gaveta 0,0 - - Válvula de pé 1, Curva 45 o 0,0 - - Outros,00 1,00,00 Ks,00 Barrilete Curva 90 o 0,40 1,00 0,40 Curva 45 o 0,0 - - Redução 0, Ampliação 0,30 1,00 0,30 Tê direto 0,60,00 1,0 Tê lateral 1,30 1,00 1,30 Te bilateral 1, Registro de gaveta 0,0 1,00 0,0 Válvula de pé, Válvula de retenção 3,00 1,00 3,00 Outros 1,00 5,00 5,00 Kb 11,40 K Total 13,40 Com a equação apresentada anteriormente e os dados de V, K e g, tem-se o seguinte valor para a perda de carga localizada: hf = Perda de carga localizada 0,8 m.6 - CÁLCULO DA PERDA DE CARGA TOTAL A perda de carga total na tubulação é obtida pela equação a seguir: H j = L.j + hf Hj = Perda de carga total na tubulação --- L = Comprimento da tubulação 46,35 m j = Perda de carga linear 0, m/m hf = Perda de carga localizada 0,8 m Por esta equação tem-se que a perda de carga total na tubulação é igual à: Hj = Perda de carga total,44 m Acquatool Consultoria 9

11 .7 - CÁLCULO DA PERDA DE CARGA TOTAL DISTRIBUÍDA Aperdadecargatotaldistribuídaéaperdadecargatotaldivididapelocomprimentodalinhade recalque. Ela será aplicada na análise da linha piezométrica. Ver equação a seguir: H j jtotal = L j total = Perda de carga total distribuída --- Hj = Perda de carga total na tubulação,44 m L = Comprimento da tubulação 46,35 m O resultado dos cálculos é o que se segue: j total = Perda de carga total distribuída 3- CÁLCULO DO VOLUME DO POÇO DE SUCÇÃO 0, m/m O volume do poço de sucção é obtido pela diferença entre as cotas de nível máximo e mínimo multiplicada pela área do mesmo. Estes valores foram calculados de maneira a otimizar o volume do poço no que diz respeito ao tempo de detenção do esgoto (máximo de 30 minutos), o tempo de partida da bomba (a cada 10 minutos) e as dimensão mínima do diâmetro do poço (Dint,mín = 1,60m) e altura mínima do volume útil (hmín=0,30m). Veja cálculos a seguir: CÁLCULO DO VOLUME REQUERIDO DO POÇO DE SUCÇÃO O volume requerido do poço de sucção foi calculado considerando-se a vazão de fim de plano e admitindo-se um intervalo de partida de 10 minutos. Para o cálculo adotou-se a seguinte fórmula: V u =,5. Qrec Vu = Volume requerido do poço de sucção --- Qrec = Vazão máxima de recalque 0,3 m 3 /min O volume requerido para o poço de sucção é Vu = Volume requerido do poço de sucção 0,750 m CÁLCULO DO VOLUME DO POÇO DE SUCÇÃO A altura requerida do poço de sucção é calculada para um diâmetro mínimo de 1,60 metros do poço de sucção. Desta forma temos: 4.Vu hu = π.1,60 hu = Altura requerido do poço de sucção --- Vu = Volume requerido do poço de sucção 0,750 m 3 A altura requerida para o poço de sucção é hu = Altura requerida hu adot. = Altura requerida adotada 0,37 m 0,30 m Para o valor de hu adot., calcula-se o diâmetro do poço de sucção de forma a obter o volume requerido Vu, pela fórmula abaixo: 4.V u poço D π.h uadot. Dpoço = Diâmetro interno do poço de sucção --- Vu = Volume requerido do poço de sucção 0,750 m 3 hu adot. = Altura requerida adotada 0,30 m = O poço de sucção deverá ter o seguinte diâmetro interno: Dpoço = Diâmetro interno do poço de sucção 1,7841 m Acquatool Consultoria 10

12 Como o diâmetro mínimo recomendado é de 1,60m, temos: Dpoço adot. = Diâmetro interno adotado 1,60 m Com estas dimensões calcula-se o volume adotado para o poço de sucção. Ver equação a seguir: V u adot. π.d 4 Vu adot. = Volume adotado para o poço de sucção --- Dpoço adot. = Diâmetro interno adotado 1,60 m hu adot. = Altura requerida adotada 0,30 m Desta forma obtém-se o seguinte Volume interno: Vu adot. = Volume adotado para o poço de sucção 0,603 m 3 = poço adot.. h u adot CÁLCULO DO TEMPO DE DETENÇÃO Deve-sefazeraverificaçãodotempodedetençãodoesgotonopoçodesucçãoparaovolume calculado acima para saber se o mesmo é menor do que 30 minutos, evitando assim a emissão de gases e sedimentação de sólidos. Para o cálculo do tempo de detenção, é necessário calcular a altura do volume interno do poço de sucção. Ver equação a seguir: hi h ( CNA mín Cfundo ) h uadot. sendo, = + NAmín NAmáx uadot. C = C mín h fundo NA RB hi = Altura do volume interno do poço de sucção --- hu adot. = Altura requerida adotada 0,30 m Cna máx. = Cota do N.A. máximo no poço de sucção 59,60 m Cna mín. = Cota do N.A. mínimo no poço de sucção 58,960 m Cfundo = Cota do fundo do poço 58,60 m h RB. = altura requerida pela bomba 0,70 m C = C e Desta forma obtém-se a seguinte altura interna : hi = Altura média do poço de sucção 0,85 m Com a altura média do poço de sucção, calcula-se o volume interno do poço de sucção, pela seguinte fórmula: V int π.d = 4 poçoadot..hi Vint = Volume interno para o poço de sucção --- Dpoço adot. = Diâmetro interno adotado 1,60 m hi = Altura interna 0,85 m Desta forma obtém-se o seguinte Volume interno: Vint = Volume interno para o poço de sucção 1,71 m 3 Com os valores encontrados, calcula-se o tempo de detenção máximo pela expressão abaixo: V int T d = Q méd Td = Tempo de detenção no poço de sucção --- Vint = Volume interno do poço de sucção 1,71 m 3 Qmed = Vazão média de início de plano 0,06 m 3 /min Para o cálculo do volume interno do poço de sucção, utiliza-se o seguinte procedimento: Aplicando-se os valores de Qméd e volume interno do poço na equação anterior, obtém-se o seguinte valor para o tempo de detenção máximo: Td = Tempo de detenção máximo no poço de sucção 8,48 minutos Acquatool Consultoria 11

13 3.4 - CÁLCULO DO CICLO MÍNIMO DE FUNCIONAMENTO DAS BOMBAS O cálculo do ciclo mínimo de funcionamento das bombas é necessário para o conhecimento do número máximo de partidas horárias da bomba. cmín. Tc mín = Tempo do ciclo de funcionamento dos motores Vu adot. = Volume adotado para o poço de sucção 0,60 m 3 Qrec = Vazão máxima de recalque Qmed = Vazão média de início de plano 0,30 m 3 /min 0,060 m 3 /min Aplicando-se Qméd e Qmáx na equação apresentada, obtém-se o ciclo mínimo de funcionamento dos motores. Tc mín = Tempo do ciclo mínimo de funcionamento dos motores 1,57 minutos CÁLCULO DO NÚMERO MÁXIMO DE PARTIDAS DOS MOTORES Recomenda-se que as bombas não operem ultrapassando 10 partidas por hora, evitando o desgaste excessivo no equipamento. Ver equação a seguir: cmín Npar = Número de partidas por hora --- Tcmín. = Tempo do ciclo mínimo de funcionamento dos motores 1,57 minutos Aplicando-se os valores do ciclo mínimo de funcionamento na equação anterior, obtém-se o seguinte valor para número máximo de partidas: Npar = Número de partidas por hora 4,77 partidas/hora 4- DIMENSIONAMENTO DA ESTAÇÃO ELEVATÓRIA T V = Q CÁLCULO DA ALTURA MANOMÉTRICA Para o cálculo da altura manométrica total da(s) bomba(s), somou-se ao desnível geométrico o valor da perda de carga distribuída ao longo da tubulação de recalque e a perda de carga localizada O desnível geométrico é dado pela diferença entre a cota mais alta do ponto de recalque e a cota mínima do líquido no poço de sucção. Ver a equação a seguir: Hg = uadot. Ccheg C, rec mín, suc Hg = Desnível Geométrico --- Ccheg,rec = Cota do ponto de chegada do recalque 540,30 m Cmín,suc = Cota do nível mínimo do poço de sucção 58,960 m méd 60 Npar = T Vuadot. + Qrec Q (min/ hor) méd Desta forma obtém-se o seguinte desnível geométrico Hg = Desnível Geométrico 11,36 mca Pch = Pressão de chegada no final da linha de recalque,0 Desta forma obtém-se o novo desnível geométrico Hg + Pch = Hg* = Desnível Geométrico + Pressão de Chegada 13,56 metros Desta forma a altura manométrica total será dada pela equação a seguir: AMT = Hg * + Hj AMT = Altura Manométrica Total --- Hg* = Desnível Geométrico 13,56 m Hj = Perda de carga total,44 m Substituindo-se os valores acima na equação dada obtemos a seguinte altura manométrica total: AMT = Altura Manométrica Total 16,00 mca Acquatool Consultoria 1

14 4. - CÁLCULO DA POTÊNCIA DOS MOTORES A potência dos motores foi calculada utilizando-se a equação a seguir. Para isto levou-se em conta o número de motores em funcionamento simultâneo. W.Q P = serv Nb.75. ηm. ηb P = Potência instalada para cada conj. motor-bomba da estação elevatór --- W = Peso específico do líquido a ser recalcado 1000 kg/m 3 Qmáx = Vazão de bombeamento para fim de plano 0,005 m 3 /s AMT = Altura Manométrica Total 16,00 m Nb = Número de conjuntos motor-bomba em funcionamento simultâneo 1 motor(es) ηm = Rendimento do motor 78,6 % ηb = Rendimento da bomba 46, % Fserv. = Fator de serviço 1,15 máx.amt.f Desta forma, tem-se que a potência instalada em cada conjunto motor-bomba é igual à: P = Potência instalada para em conjunto motor-bomba 3,38 cv Os motores elétricos normalmente não possuem a potência especificada, portanto foi necessário utilizar as seguintes potências comerciais: Potência comercial em cada conjunto motor-bomba da estação elevatória 3,00 cv Potência comercial total da estação elevatória: 3,00 cv 5- CÁLCULO DO TEMPO PROPORCIONADO PELO VOLUME DE ESPERA Embora a estação elevatória seja equipada com gerador de energia, concebeu-se como medida adicional de segurança que haverá no poço de sucção um volume de espera destinado a estocagem de esgotos, para um caso emergencial de interrupção do bombeamento. Assim, esse volume proporcionará um tempo adicional de no mínimo 10 minutos para a realização de manutenção ou reparação das bombas. Se esse tempo adicional for superado, então os efluentes terão que escoar pelo extravasor da rede. Q medf = Vazão média de final de Plano C ext = Cota do extravasor da rede (PV-01-31) Cna máx. = Cota do N.A. máximo no poço de sucção Dpoço adot. = Diâmetro interno adotado 0,910 L/s 530,810 m 59,60 m 1,60 m A partir dos dados acima, é possível calcular o volume de espera para estocagem de esgotos e o ganho de tempo adicional associado à vazão média de final de plano. H espera = Altura disponível para o volume de espera 1,550 m Vol espera = Volume de espera para estocagem de esgotos 3,1 m 3 T adicional = Ganho extra de tempo para reparação das bombas 57,08 min 6- CÁLCULO DA ESTABILIDADE DO POÇO DE SUCÇÃO Neste item é feito um dimensionamento de estruturas para equilibrar o empuxo que possa atuar sobre o poço de sucção em situações desvavoráveis. O dado referente ao nível do lençol freático é uma estimativa baseada em medições de campo e da confecção do mapa potenciométrico, que foi apresentado no Estudo de Impacto Ambiental do Projeto. Peso Específico do Concreto: 500 kgf/m 3 Peso Específico da Água: 1000 kgf/m 3 Peso Específico da Areia: 1900 Kg/m3 Peso Específico da Areia Submersa: 900 Kg/m3 Dados topográficos: Cota do Terreno Regularizado: Cota do Lençol Freático: Cota do Fundo do Poço: Profundidade Total: Profundidade Saturada: 53,500 m 59,000 m 58,60 m 4,4 m 0,74 m Acquatool Consultoria 13

15 Dados do poço de sucção: Espessura da Parede: 0,0 m Diâmetro Interno do Poço: 1,60 m Diâmetro Externo do Poço:,00 m Volume do Poço em Concreto: 4,80 m 3 Peso do Poço em Concreto: kgf Volume Submerso do Poço:,3 m 3 Empuxo do Poço:.35 kgf Deste modo, serão calculadas as estruturas que atuam para equilibrar o empuxo: Anel ou Aba para Combate ao Empuxo Largura da Aba: 0,50 m Altura da Aba: 0,30 m Profundidade do Topo da Aba: 6,47 m Diâmetro Interno da Aba:,00 m Diâmetro Externo da Aba: 3,00 m Volume da Aba: 1,18 m 3 Peso da Aba:.945 kgf Cota do Topo da Aba: 56,035 m Cota do Fundo da Aba: 55,735 m Empuxo da Aba: kgf Laje + Lastro de Concreto Altura da Laje: 0,30 m Diâmetro Externo da Laje:,00 m Volume da Laje: 0,94 m 3 Peso da Laje:.356 kgf Empuxo da Laje: 94 kgf Peso do Solo sobre a Aba Altura do Aterro Não Saturado: 3,50 m Volume do Aterro Não Saturado: 13,74 m 3 Peso do Aterro Não Saturado: 6114,49 kgf Altura do Aterro Saturado:,97 m Volume do Aterro Saturado: 11,64 m 3 Peso do Aterro Saturado: kgf CONDIÇÕES DE EQUILÍBRIO Peso Total kgf Empuxo Total kgf Coeficiente de Segurança 1,1 6- RESUMO Concluíndo o dimensionamento, estão apresentados a seguir os resultados dos cálculos efetuados anteriormente para o Poço de Sucção, Estação Elevatória e Linha de Recalque. Os valores a serem adotados são os que seguem: POÇO DE SUCÇÃO Volume 1,71 m 3 Área,01 m Cota do NA mínimo 58,960 m Cota do NA máximo 59,60 m Tempo de Detenção Máximo 8,48 minutos Número Máximo de Partidas do Motor por Hora 4,77 partidas/hora Acquatool Consultoria 14

16 6. - ESTAÇÃO ELEVATÓRIA Número de Bombas Funcionando Simultaneamente (Não inclui 1 Reserva 1,00 bomba(s) Vazão em cada conjunto Motor-Bomba 5,00 l/s Vazão Total da Estação Elevatória 5,00 l/s Altura Manométrica Total 16,00 m Rendimento do Sistema 36,313 % Potência Comercial de cada Conjunto Motor-Bomba 3,00 cv Potência Comercial da Estação Elevatória 3,00 cv LINHA DE RECALQUE Material da Tubulação PVC Vazão na Tubulação 5 l/s Comprimento da Tubulação 46,35 m Diâmetro da Tubulação 100 mm Acquatool Consultoria 15

17 Soluções em Bombeamento Gráficos de desempenho CEI V 3.0 Cliente Projeto Tag Linha / Modelo Velocidade Data EP rpm 7 / 4 / 011 Vazão Altura manométrica total Peso específico do fluído m³/h mca 1.00 kg/dm³ Diâmetro do rotor Rendimento da Bomba 80 mm 45.1 % Potência consumida.36 cv Vazão x AMT Vazão x Rendimento Imbil - Soluções em Bombeamento Página 1

18 Soluções em Bombeamento Gráficos de desempenho CEI V 3.0 Cliente Projeto Tag Linha / Modelo Velocidade Data Vazão Diâmetro do rotor EP rpm 7 / 4 / 011 Altura manométrica total Peso específico do fluído m³/h mca 1.00 kg/dm³ Rendimento da Bomba 80 mm 45.1 % Potência consumida.36 cv Vazão x Potência consumida Vazão x NPSHr NPSHd NPSHr * NPSHr para o rotor máximo Imbil - Soluções em Bombeamento Página

19 Soluções em Bombeamento Desenhos CEI V 3.0 Cliente Projeto Tag Linha / Modelo Velocidade Data EP rpm 7 / 4 / 011 Dimensional da Bomba a n b - c - d - e - f - g1 - g - h - i - j - k1 - k - l - m Unidade: mm Dimensional dos bocais Flange de sucção Norma: BSP Ø Nominal: 80 R (BSP) 3 " Flange de recalque Norma: R (BSP) 3 " BSP Ø Nominal: 80 Unidade: mm Imbil - Soluções em Bombeamento

20 Soluções em Bombeamento Informações do Dimensionamento CEI V 3.0 Cliente Projeto Tag Linha / Modelo Velocidade Data EP rpm 7 / 4 / 011 Vazão Altura Manométrica Total Peso específico do fluído m³/h mca 1.00 kg/dm³ Diâmetro do rotor Potência consumida NPSH disponível Rendimento da Bomba 80 mm 45.1 %.36 cv 8.5 mca Tamanho máximo de sólidos - mm Pressão na sucção 1.00 mca Viscosidade do fluído cp Fluído BEP 61.0 % Temperatura do fluído 8.00 ºC % Sólidos em suspensão - % Características do fluído Abrasivo Corrosivo Versão material: 3 Peça Material Peça Material Bucha protetora AISI 316 Carcaça A Eixo AISI 40 Mancal / Cavalete A48 CL30 Placa de desgaste A743 CA6NM Rotor A743 CA6NM Tampa de inspeção A Aplicação da Versão: Fluídos com ph neutro ou pouco ácido com características abrasivas Bocais Sucção: Ø Nominal: 80 - Norma: BSP Recalque: Ø Nominal: 80 - Norma: BSP Informações Aplicação da linha: Saneamento, construção civil, drenagem, indústrias têxteis e irrigação 44.8Kg Observações Para maiores informações consulte o catálogo técnico ou manual, disponível para download no catálogo eletrônico Imbil versão 3.0. Imbil - Soluções em Bombeamento