APOSTILA PARA DIMENSIONAMENTO

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1 CC APOSTILA PARA DIMENSIONAMENTO 60 Hz

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3 ÍNDICE Introdução Linha BPS Linha BHS Acessórios Quadros de Comando Dimensionamento de Motobombas Tabelas de Perda de Carga Dimensionando uma Bomba Principais Cuidados no Dimensionamento de uma Motobomba..... Page 04 Page 05 Page 06 Page 07 Page 08 Page 11 Page 13 Page 15 Page 18 03

4 INTRODUÇÃO O Grupo Ebara Corporation fundado em 1912, no Japão, é composto por 77 subsidiárias, 53 delas são subsidiárias consolidadas e 11 empresas afiliadas, totalizando colaboradores. A história da Ebara no Brasil começou em São mais de 37 anos ocupando posição de destaque no mercado de motobombas submersas em virtude da excelência no fornecimento de bombeadores, motores, conjuntos motobombas, quadros de comando, acessórios e do amplo atendimento comercial, pós-venda e rede de assistência técnica em todo território brasileiro. A Ebara tem a maior linha de equipamentos do mercado de bombas submersas, fornece bombeadores, motores e conjuntos motobombas de 4 a 12 com potências até 450 HP e vazões até 600 m³/h. As séries 4BPS e BHS de bombas submersas são exportadas para EUA, América Latina, Europa, Ásia e África. A Ebara também fabrica conjuntos motobombas submersíveis para aplicação no tratamento de efluentes. A série D, como é indentificada, apresenta volutas com descargas de 65 a 250 mm, potências até 150 cv, vazões até m³/h e alturas manométricas até 75 mca. A certificação do Sistema da Qualidade Ebara de acordo com a norma NBR ISO 9001:2000, reforça a credibilidade de uma empresa sólida, que fornece equipamentos de qualidade comprovada, através de procedimentos controlados, para trazer a você o melhor produto final. A seguir iremos apresentar os equipamentos que compõem as linhas de motobombas submersas BPS e BHS bem como seus motores e quadros de comando, em seguida demonstraremos como proceder para um correto dimensionamento. 04

5 LINHA BPS - i/f A linha BPS foi desenvolvida para operar em poços a partir de 4, com vazões de 0,5 a 27,6 m³/h, tendo como princípio o baixo custo. Seus rotores e difusores são fabricados com uma liga de nylon com fibra de vidro garantindo maior resistência à abrasão. Da mesma forma que na linha BHS, a linha BPS também possui a subdivisão em Radial e Semiaxial: As bombas Radiais são compostas pelos modelos 4BPS1 com vazão até 1,8 m³/h, o 4BPS3 com vazão até 3,5 m³/h e o 4BPS5 com vazão até 6 m³/h. Já nas semiaxiais, são os modelos 4BPS8 com vazão até 9 m³/h, o 4BPS9 com vazão até 10,8 m³/h, o 4BPS10 com vazão até 13 m³/h, o 4BPS13 com vazão até 18 m³/h e o 4BPS18 com vazão até 27,6 m³/h. Além destas duas subdivisões, adequando o produto às condições mais adversas de aplicações, os modelos 4BPS3, 4BPS5, 4BPS8 e 4BPS10, podem ser fornecidos com corpo de aspiração e de válvula tanto em ferro fundido com pintura anticorrosiva quanto em inox. Já os modelos 4BPS1, 4BPS9, 4BPS13 e 4BPS18 são fornecidas apenas em inox. Quanto aos motores utilizados na linha BPS, existem duas linhas distintas a saber, a linha lubrificada à água e os lubrificados a óleo, ambos rebobináveis. Os lubrificados a água são os modelos M4P2 com potências de 0,5 a 3 HP trifásico e monofásico e o M4P7 com potência de 3,5 a 12,5 HP trifásico e de 3,5 a 7,5 HP monofásico. Os motores lubrificados a óleo cujo modelo é o OP4 com potências de 0,5 a 10 HP trifásico e de 0,5 a 5 HP monofásico. Ressaltamos que o óleo utilizado neste motor possui grau alimentício, sendo aprovado pelo FDA (Food and Drugs Administration) dos Estados Unidos. Existem duas características que diferenciam os equipamentos das linhas BPS e BHS, uma é o sentido de rotação e outra é o sistema de acoplamento, desta forma quando efetuarem compra de motores de 4 deverão informar para qual equipamento está sendo acoplado. Modelo BPS Motor M4P2/M4P7 Modelo Faixa de vazão (m³/h) i/f Mínimo Máximo 4BPS1 0,6 1,8 4BPS3 0,5 3,5 4BPS5 2,5 6 4BPS BPS9 3,6 10,8 4BPS BPS13 4,8 18 4BPS18 9,6 27,6 Modelo BPS Motor OP4 05

6 LINHA BHS A linha BHS é composta por motobombas submersas para operação em poços tubulares. Possuímos equipamentos para poços com diâmetros de 4 a 12 (ou maiores). Desenvolvidos com tecnologia japonesa, são empregados nos equipamentos da linha BHS materiais nobres que garantem maior robustez e durabilidade. Conforme o fluxo percorrido pela água no interior do bombeador, as motobombas são são em inox microfundido. Desenvolvidos para operar em poços de 6 a 12 com vazões de 25 a 600 m³/h, sendo os modelos BHS 516 e BHS 517 para poços de 6 e 8, os modelos BHS 813, BHS 804, BHS 8150, BHS 8170 e BHS 8180 para poços de 8, 10 e 12, os modelos BHS 1010, BHS 1012 e BHS 1015 para poços de 10 e 12, e os modelos BHS 12210, BHS 12240, BHS 12270, BHS 12300, BHS 12350, BHS 12400, BHS e BHS para poços de 12 ou maiores. subdivididas em duas categorias: Radiais e Semiaxiais. Os motores utilizados na linha BHS são rebobináveis, lubrificados e refrigerados Como principal característica das bombas Radiais, os rotores são produzidos em aço inox, sendo desenvolvidos para operar em poços de 4 a 8 com vazões de 2 a 34 m³/h, sendo os modelos BHS 222 e BHS 232 para poços de 4 e os modelos BHS 411, BHS 412 e BHS 511 para poços de 6 e o modelo BHS 512 para poços de 6 e 8. Modelo Faixa de vazão (m³/h) BHS Mínimo Máximo Já nas bombas semiaxiais os rotores são produzidos em bronze, com exceção aos modelos BHS 8170, BHS 8180, BHS 12210, BHS e BHS que nestes casos Modelo BHS interna e externamente à água, possuindo a maior faixa de potência do mercado (de 0,5 a 450 HP), desde motores para poços de 4 a motores para poços de 12 (ou maiores). Modelo Faixa de vazão (m³/h) BHS Mínimo Máximo

7 ACESSÓRIOS A Ebara disponibiliza como acessórios para as motobombas, tanto da linha BPS quanto para a linha BHS, camisas de sucção que tem como principal característica a correta refrigeração do motor. Deve-se utilizar camisa de sucção quando instalar uma motobomba com diâmetro inferior ao poço. Ex.: quando instalar em um poço de 6 uma motobomba de 4. Uma outra possibilidade de utilização de camisa de sucção é na utilização de motobombas da linha BPS instaladas na posição horizontal em reservatórios, operando em substituição a bombas centrífugas horizontais. Faixa de potência Trifásico Monofásico Modelo Mínimo Máximo Mínimo Máximo M4P2 e M4C2 0,5 3 0,5 3 OP4 0,5 10 0,5 5 M4A e M4P7 0,5 12,5 0,5 7,5 M6P 0,5 15 0,5 12,5 Mi6P 1,5 15 M6G Mi6G M Mi M8S Mi8S M M Aplicação da Camisa de Sucção Camisa de Sucção 07

8 QUADROS DE COMANDO São equipamentos que tem como finalidade o acionamento e proteção dos motores das motobombas. O que diferencia os modelos fabricados pela Ebara é a condição de energia, se é trifásica ou monofásica, e o grau de proteção envolvida no painel. Nos trifásicos destacamos os modelos STS, SPD, APC e APS. O modelo STS é um painel para acionamento de motores Ebara para poços de 4 e potência até 3HP com o menor nível de proteção. Este modelo é montado em caixa plástica, possuindo controle de operação automatizado com auxílio de uma chave boia instalada no reservatório, proteção contra surto através de disjuntor, proteção de sobrecorrente obtido através do relê térmico, podendo ser, opcionalmente, solicitado a instalação de proteção contra funcionamento a seco através de relê de nível e relê de proteção contra uma eventual falta de fase. Modelo STS Já o modelo SPD é montado em armário de aço, possuindo proteção de surto através de disjuntor para as correntes de até 63A e acima são através de fusíveis. Além dos opcionais relê de nível e relê falta de fase, pode receber para-raio. Este modelo limita-se a potência de 20HP em 220V e 35HP para 380 e 440V e além dos componentes mencionados, possuem contator e relê térmico para acionamento e proteção de sobrecorrente e voltímetro e amperímetro. Modelo SPD 08

9 O modelo APC, é um quadro de comando para acionamento através de um autotransformador, desta forma a partida do motor é dada com uma tensão 20% menor que a tensão de trabalho por um período de 6 segundos, passando a fornecer a tensão nominal após este período. O relê falta de fase, o relê de nível e o pararaio passam a ser componentes de série para este modelo, possuindo como opcionais horímetro e comutador para voltímetro. É um painel adequado para motores de 7,5 a 100HP em 220V, 9 a 250HP em 380V e 11 a 300HP em 440V, acima destas potências aconselhamos a utilização dos quadros de comando modelo APS. Modelo APC No modelo APS o acionamento do motor é feito através de uma rampa de aceleração e desligado por uma rampa de desaceleração da tensão (Soft-Start). A proteção de sobrecorrente e de falta de fase são efetuadas eletronicamente integradas a soft-start, porém também possui instalado em sua configuração padrão o relê de nível e para-raio, sendo opcionais deste modelo o horímetro, a chave comutadora para voltímetro e para amperímetro e programador horário. Modelo APS Já para a tensão monofásica possuímos os seguintes modelos CB, BMS, BPM e SPM, sendo diferenciados basicamente pelo nível de proteção exercida sobre o motor. O Control Box, ou modelo CB, é o painel com o menor nível de proteção para o motor. Sua função é apenas acionamento que é feito através de disjuntores. São utilizados para motores Ebara até 3HP, sendo que nas potências de 0,5; 0;75 e 1HP podem ser fornecidos sem o capacitor de partida. São montados em caixa plástica e a comutação da partida é feita por um relê PTC. Modelo CB 09

10 O modelo BMS, também é um painel com baixo nível de proteção, porém já é utilizado contator para o acionamento, passando os disjuntores a terem a função exclusiva de proteção contra surto de corrente. Da mesma forma que nos painéis CB, são montados em caixa plástica e a comutação da partida é feita por um relê PTC, porém já é possível uma automação através da instalação de chave boia no reservatório, já que possuem uma chave comutadora (M-0-A) e opcionalmente fornecido com relê de nível e relê térmico. Modelo BMS No modelo BPM já é empregado um nível maior de proteção, onde além da proteção contra surto que é obtida pelos disjuntores, a comutação da partida é feita por relê de tempo com o auxílio de contator auxiliar. O contator principal já é acoplado a um relê térmico e também é possível uma automação através da instalação de chave boia no reservatório, já que possuem uma chave comutadora (M-0-A). A partir deste modelo os painéis são montados em armário de aço e também podem ser opcionalmente fornecidos com relê de nível e para-raio. Modelo BPM Já o modelo SPM é o painel monofásico com o maior nível de proteção montado pela Ebara. Nele além das proteções utilizadas no modelo BPM, possuem amperímetro e voltímetro além da possibilidade de instalar opcionalmente para-raio e relê de nível. Modelo SPM 10

11 DIMENSIONAMENTO DE MOTOBOMBAS 11

12 Informações necessárias para um dimensionamento correto: Diâmetro do poço; É ou não revestido; Onde estão posicionados os filtros; Nível estático (nível da água no poço em repouso); Nível dinâmico (nível da água no poço em operação); Vazão produzida; Profundidade de instalação; Diâmetro das tubulações; Distância entre o poço e o reservatório; Desnível entre o poço e o reservatório; Altura manométrica total (soma dos desníveis geométricos entre o nível dinâmico até o descarte acrescido das perdas de carga na tubulação); Tensão de trabalho; Comprimento do cabo (distância entre a profundidade de instalação e o painel) Calculando a altura manométrica (AMT): AMT= Nível dinâmico + Desnível entre poço e reservatório + Perda de carga na tubulação PC=(PI+DT+DN+AC) x FPC 100 Onde: PC=Perda de carga em metros; PI=Profundidade de instalação; DT=Distância do poço até a descarga; DN=Desnível da boca do poço à descarga; AC=Acessórios convertidos em metros; FPC=Fator de perda de carga. 12

13 TABELAS DE PERDA DE CARGA Tubos de PVC VAZÃO (m³/h) 1 (25 mm) 1 1/4 (32 mm) 1 1/2 (40 mm) DIÂMETRO DA TUBULAÇÃO 2 (50 mm) 2 1/2 (60 mm) 1 1,49 0,42 0,22 0,07 0,02 3 (75 mm) 1,5 3,04 0,85 0,44 0,15 0,04 0,02 2 5,02 1,40 0,72 0,25 0,07 0,03 2,5 7,42 2,07 1,07 0,37 0,11 0,04 4 (100 mm) 3 10,21 2,85 1,47 0,53 0,15 0,06 0,02 3,5 13,38 3,73 1,93 0,70 0,20 0,08 0, ,90 4,72 2,43 0,90 0,25 0,11 0,03 4,5 20,77 5,80 2,99 1,11 0,31 0,13 0, ,97 6,97 3,60 1,35 0,38 0,16 0,04 5 (125 mm) 6 34,36 9,59 4,95 1,90 0,54 0,22 0,06 0, ,00 12,56 6,48 2,52 0,71 0,30 0,08 0,03 6 (150 mm) 8 56,84 15,86 8,19 3,23 0,91 0,38 0,10 0,04 0, ,85 19,49 10,06 4,02 1,14 0,48 0,13 0,04 0, ,00 23,44 12,10 4,89 1,38 0,58 0,15 0,05 0, ,25 16,64 6,85 1,93 0,81 0,21 0,07 0, ,24 21,80 9,11 2,57 1,08 0,29 0,10 0, ,35 27,53 11,67 3,30 1,38 0,37 0,13 0, ,57 33,84 14,51 4,10 1,72 0,46 0,16 0, ,84 40,69 17,64 4,98 2,09 0,55 0,19 0,09 Acessórios DIÂMETRO NOMINAL (polegadas) 1 1 1/4 1 1/ / Cotovelo 60 0,5 0,6 0,7 0,9 1,1 1,3 1,8 2,2 2,7 Curva 90 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,3 1,5 1,7 Válvula de Retenção 2,2 3,1 3,7 5,2 6,4 8,2 11,6 15,2 19,2 Válvula de Globo 13,7 16,5 18,0 21,3 23,5 28,6 36,5 - - Válvula de Gaveta 0,8 0,8 0,9 0,9 1,0 1,0 13

14 Tubos de Aço VAZÃO (m³/h) DIÂMETRO NOMINAL DA TUBULAÇÃO (polegadas) 3/ /4 1 1/ / * (21,6) * (27) * (35,7) * (41,6) * (52,8) * (68,6) * (80,9) 1 5,59 1,88 0,48 0,23 0,07 0,02 1,5 11,98 4,03 1,03 0,49 0,15 0,04 0, ,58 6,93 1,77 0,84 0,26 0,06 0,03 * (105,3) 3 44,11 14,85 3,80 1,80 0,56 0,13 0,06 0, ,76 25,5 6,52 3,09 0,97 0,22 0,10 0, ,79 9,93 4,71 1,47 0,33 0,15 0,04 * (130,2) 6 54,65 13,98 6,63 2,07 0,46 0,21 0,06 0, ,86 24,02 11,39 3,56 0,79 0,35 0,10 0,03 * (155,1) 10 36,53 17,32 5,41 1,19 0,53 0,15 0,05 0, ,47 24,40 7,62 1,67 0,75 0,21 0,07 0, ,77 32,60 10,19 2,22 1,00 0,28 0,10 0, ,4 41,91 13,09 2,85 1,28 0,35 0,13 0,05 * (202,7) 18 52,29 16,34 3,54 1,59 0,44 0,16 0,07 0, ,75 19,92 4,31 1,93 0,53 0,19 0,08 0, ,98 30,3 6,51 2,92 0,81 0,29 0,12 0,03 * (254,4) 30 42,68 9,13 4,09 1,13 0,40 0,17 0,05 0, ,03 12,14 5,44 1,51 0,54 0,23 0,06 0, ,31 15,55 6,96 1,93 0,69 0,29 0,08 0, ,48 19,34 8,66 2,4 0,85 0,36 0,10 0, ,51 10,53 2,92 1,04 0,44 0,12 0,04 0, ,95 14,76 4,09 1,45 0,62 0,17 0,06 0, ,83 19,63 5,44 1,93 0,82 0,22 0,07 0, ,13 25,14 6,96 2,48 1,06 0,29 0,09 0, ,81 31,27 8,66 3,08 1,31 0,36 0,12 0, ,85 38,01 10,53 3,74 1,6 0,43 0,14 0, ,27 14,76 5,25 2,24 0,61 0,20 0, ,87 19,63 6,98 2,98 0,81 0,27 0, ,76 25,14 8,94 3,81 1,04 0,34 0, ,27 11,12 4,74 1,29 0,43 0, ,01 13,52 5,77 1,57 0,52 0, ,46 20,44 8,72 2,37 0,78 0, ,53 28,64 12,22 3,32 1,10 0, ,11 16,25 4,41 1,46 0, ,80 20,81 5,65 1,87 0, ,70 25,88 7,03 2,33 0, ,78 31,46 8,54 2,83 1,20 * (303,2) CT

15 DIMENSIONANDO UMA BOMBA: Para selecionar uma motobomba é necessário ter conhecimento da vazão a ser explorada, da altura manométrica, do diâmetro do poço e da tensão de operação. Abaixo estaremos calculando algumas alturas manométricas para seleção de melhor equipamento a ser instalado no poço: Simulações: 1º Caso: Diâmetro do poço = 4 Nível estático = 20m Nível dinâmico = 34m Vazão = 2,5m³/h Profundidade de instalação =36m Diâmetro das tubulações =1 ¼ Distância entre o poço e o reservatório = 40m Desnível entre o poço e o reservatório = 8m Acessórios: 3 curvas, 1 válvula retenção e 1 válvula globo Tensão de trabalho = 220V Monofásico Comprimento do cabo =46m 15

16 2º Caso: Diâmetro do poço = 6 Nível estático = 43m Nível dinâmico = 97m Vazão = 30m³/h Profundidade de instalação =114m Diâmetro das tubulações =3 Distância entre o poço e o reservatório = 20m Desnível entre o poço e o reservatório = 16m Acessórios: 5 curvas, 1 válvula retenção e 1 válvula gaveta Tensão de trabalho = 380V Trifásico Comprimento do cabo =135m 16

17 3º Caso: Diâmetro do poço = 8 Nível estático = 80m Nível dinâmico = 120m Vazão = 170m³/h Profundidade de instalação =144m Diâmetro das tubulações =5 Distância entre o poço e o reservatório = 20m Desnível entre o poço e o reservatório = 20m Acessórios: 4 curvas, 1 válvula de retenção e 1 válvula gaveta Tensão de trabalho = 440V Trifásico Comprimento do cabo =166m 17

18 PRINCIPAIS CUIDADOS NO DIMENSIONAMENTO DE UMA MOTOBOMBA: Jamais explorar uma vazão superior a produzida pelo poço, pois isto poderá trazer grandes consequências. este irá perder mais vazão do que o que estiver mais para o fim da curva. Caso dimensionem uma motobomba com diâmetro inferior ao do poço não esquecer de instalar camisa de sucção. Sempre que possível instalar a motobomba acima das entradas de água do poço. Jamais instalar uma motobomba em região de filtro. Quando a profundidade de instalação for abaixo dos filtros a motobomba deverá ser instalada com camisa de sucção. Quando efetuar um dimensionamento e deparar com dois equipamentos que atendam ao mesmo ponto operacional, optar pelo que estiver mais para o fim da curva, pois caso optar pelo equipamento que estiver mais para o começo da curva, quando ocorrer um desgaste por bombeamento de material sólido, Atentar a pressão de trabalho da bomba para especificar a tubulação a ser utilizada. As condições contidas neste material são as ideais para um correto dimensionamento, porém pode ocorrer de o cliente não dispor de todas estas informações, neste caso o correto é solicitar ao cliente que obtenha as informações faltantes com o perfurador, sendo necessário no mínimo a vazão e o nível dinâmico, pois sem estas informações não será possível um dimensionamento correto. Um ponto a ser ressaltado é o de jamais instalar uma motobomba no fundo do poço, pois isto fará com que o equipamento além de não ter refrigeração, extraia todo o material sólido (areia) produzido pelo poço. 18

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20 Ebara no Mundo Europa Oriente Médio Ásia América do Norte África Oceania América do Sul Ebara Indústrias Mecânicas e Comércio Ltda., BRASIL Ebara Pumps Europe S.p.A., ITÁLIA Planta de Fujisawa, JAPÃO Ebara Densan (Kunshan) Mfg. Co., Ltda., CHINA Ebara-Densan Taiwan Manufacturing Co., Ltda., TAIWAN Fábrica - PABX Fone: (14) Fax: (14) bauru@ebara.com.br Depto. Comercial Fone: (14) Fax: (14) comercial@ebara.com.br Depto. Comercial Recife Fone: (81) Fax: (81) recife@ebara.com.br Assistência Técnica Fone: (14) Fax: (14) assistencia@ebara.com.br Comércio Exterior Fone: (11) Fax: (11) inteldept@ebara.com.br As informações contidas neste catálogo poderão sofrer alteração sem prévio aviso.