SUMÁRIO. Prefácio Autores do Livro Capítulo 1 - Aspectos Hidráulicos e Elétricos Básicos

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1 SUMÁRIO Prefácio Autores do Livro Capítulo 1 - Aspectos Hidráulicos e Elétricos Básicos Introdução Mecânica dos Fluidos e Hidráulica Viscosidade e Outras Propriedades Viscosidade Outras Propriedades O Fluido Água Estática dos Fluidos Equação Fundamental da Estática dos Fluidos Unidades Para Medidas de Pressão Escalas e Medidores de Pressão Escoamentos de Fluidos - Conceitos e Equações Fundamentais Conservação da Massa Equação de Bernoulli Equação da Energia Perdas de Carga Perdas de Carga Lineares Perdas de Carga Singulares Eletrotécnica Leis e Conceitos Básicos Circuitos Trifásicos e Monofásicos Distribuição de Energia Elétrica Potências em Corrente Alternada Bibliografia Capítulo 2 - Bombas e Estações Elevatórias Introdução Classificação e Descrição Classificação das Turbobombas Classificação das Bombas Centrífugas Altura Geométrica e Manométrica, Perdas e Potências Alturas Geométrica e Manométrica Potências e Rendimentos Perdas de Energia na Bomba Curvas Características - Ensaios de Bombas Curvas Característica de Uma Bomba Ensaio de Bombas Curvas do Sistema e Ponto de Trabalho Relações Entre as Grandezas Características de Bombas

2 10 Sistemas de Bombeamento - Eficiência Energética Leis de Similaridade Para Bombas Leis de Afinidade Parábolas de Iso-Rendimento Corte nos Rotores Velocidade Específica Rotação Específica Velocidade Específica Velocidade Específica em Casos Especiais Altura de Aspiração, Cavitação e NPSH Altura de Aspiração Cavitação NPSH O Coeficiente de Thoma Associação de Bombas Associação em Paralelo Associação em Série O Rendimento Resultante das Associações de Bombas Acionamento Elétrico Motores de Corrente Contínua (DC) Motores de Corrente Alternada (AC) Variação da Velocidade de Rotação Grandezas Elétricas Relacionadas com Motores Elétricos Trifásicos Bibliografia 112 Capítulo 3 - Acionamentos de Motores Elétricos Introdução Família de Motores Elétricos Motor de Indução Trifásico Princípio de Operação Dados Construtivos Características de Operação do Motor de Indução Trifásico Perdas nas Máquinas Elétricas Carcaça como Invólucro de Proteção Utilização de Motores em Áreas Perigosas Métodos de Partida de Motores de Indução Trifásicos Partida Direta Partida com Chave Estrela-Triângulo Partida com Autotransformador Partida por Meio de Dispositivos Estáticos Chave Soft-Starter Conversor de Frequência Fator de Potência Cálculo da Potência do Motor Elétrico Operação do Motor com Rotações Abaixo da Nominal Bibliografia 166

3 Sumário 11 Capítulo 4 - Válvulas de Controle Introdução Classificação das Válvulas Elementos Constitutivos das Válvulas Elementos Fixos Elementos Móveis Caracterização das Válvulas Parâmetros para o Dimensionamento das Válvulas Dimensionamento da Válvula Coeficiente de Vazão Cavitação em Válvulas Seleção, Dimensionamento e Especificação Válvulas de Controle Mais Utilizadas nos Sistemas de Produção e Distribuição 186 de Água Princípio de Funcionamento Válvula Redutora de Pressão Pilotada Válvulas Redutora de Pressão (VRP) Válvula de Alívio ou Sustentadora de Pressão Válvula Redutora de Pressão e Retenção Pilotada Válvula Redutora e Sustentadora de Pressão Pilotada Válvula Antecipadora de Onda Pilotada Válvula Controladora de Bomba Pilotada Instalação de Válvulas de Controle Válvulas Redutora de Pressão Válvulas de Alivio ou Sustentadora de Pressão Válvula Redutora e Sustentadora de Montante Válvula Antecipadora de Onda Válvula Controladora de Bomba Operação e Manutenção Válvulas Tipo Ventosa Ventosas Simples Ventosa de Duplo Efeito Dimensionamento das Ventosas Exemplos Bibliografia 201 Capítulo 5 - Automação e Controle Introdução Sistema SCADA Instrumentação Estações Remotas Rede de Comunicação Topologia de Redes Protocolos Sistema de Supervisão e Controle Sistema de Controle 222

4 12 Sistemas de Bombeamento - Eficiência Energética Automação Local e Aquisição de Dados Controlador Lógico Programável Controle de Sistemas através de PC Aquisição de Dados Requisitos de Controle Aplicações de Automação em Sistemas de Bombeamento Sistema de Bombeamento Típico com Medição de Vazão e Pressão Sistema de Bombeamento com Controle Liga/Desliga Sistema de Bombeamento com Acionamento por meio de Conversores 237 de Freqüência Acionamento Múltiplo de Conjuntos Motobomba Captação em Barragem de Nível Variado CMB do Tipo Flutuante com Conversor de Freqüência Controle de Pressão do Ponto mais Desfavorável Controle Liga/Desliga em Função da Qualidade do Manancial Sistema de Bombeamento em Poços Profundos Aplicação de Conversores de Frequência em Sistemas de Bombeamento Sistemas de Bombeamento Região de operação dos equipamentos do sistema de bombeamento Conversor de Frequência Bibliografia 249 Capítulo 6 - Diagnóstico de Sistemas Introdução Lista de Verificação no Diagnóstico Hidroenergético Levantamento do Diagrama Simplificado Eletro-Hidráulico do Sistema Levantamento das Contas de Energia das Unidades Consumidoras e 253 Análise Tarifária Levantamento do Diagrama Unifilar Elétrico das Unidades 255 Consumidoras Levantamento do Cadastro dos Equipamentos das Unidades 256 Consumidoras, Incluindo as Características Técnicas das Adutoras, Acessórios e Perfil Topográfico Levantamento dos Equipamentos de Medições Elétricas e Hidráulicas Levantamento dos Recursos Auxiliares de Gestão Levantamento dos Procedimentos de Operação e Manutenção Medições no Campo Cálculos e Simulações para Estabelecimento de Alternativas de 262 Intervenções Estimativa de Custo Inicial das Alternativas Medições de Campo Condições Fundamentais para Realização de Medições para Projetos 264 de Eficiência Energética em Sistemas de Abastecimento de Água Variáveis de Acompanhamento Permanente Verificações Anuais ou Eventuais Recomendações para Procedimentos nas Campanhas de Medições Indicadores de Desempenho em Sistemas de Bombeamento 285

5 Sumário Indicadores de Desempenho Operacional Indicadores de Desempenho Financeiro Bibliografia 296 Capítulo 7 - Ações de Eficiência Energética Introdução Projetos de Eficiência Energética Reduzindo a Altura Manométrica de Bombeamento Melhorando o Rendimento de Equipamentos Modulando a Carga com Conversores de Frequência Otimizando a Reservação com Aumento do Bombeamento Fora do 322 Horário de Ponta Bibliografia 334 Capítulo 8 - Manutenção em Sistemas de Bombeamento Introdução Engenharia de Manutenção Falhas Comuns em Instalações de Bombeamento Vibração Excessiva em Conjuntos Motobomba por Causas 337 Relacionadas aos Eixos ou as Carcaças Sobreaquecimento em Mancais de Conjuntos Motobomba Sobreaquecimento nos Enrolamentos de Motores Motores Operando com Correntes ou Tensões Desequilibradas Bombas Operando em Condições Anormais Falhas em Equipamentos Diversos de uma Instalação de 346 Bombeamento Causas de "Queimas" Prematuras de Equipamentos Elétricos por 351 Falhas de Manutenção Sistemas para "Partida" de Motores Elétricos Partida Direta Partida Estrela-Triângulo Soft-Starter Partida Compensada Conversor de Frequência Métodos Utilizados em Manutenção Técnicas Utilizadas em Manutenção Preditiva Inspeção Termográfica Medição e Análise de Vibração em Mancais de Máquinas Rotativas Manutenção da Qualidade da Lubrificação em Mancais Inspeções e Medições Sistemáticas Eletromecânicas e Hidráulicas Óleo Isolante e Refrigerante dos Transformadores Manutenção da Confiabilidade dos Instrumentos de Medição 367 Calibração Recomendações de Manutenção por Família de Equipamentos Principais Equipamentos Mantidos em Sistemas de Bombeamento 367

6 14 Sistemas de Bombeamento - Eficiência Energética Planos Típicos de Manutenção Recomendações Gerais Qualificação da Mão de Obra Indicadores de Desempenho para a Manutenção em Sistemas de 382 Bombeamento Disponibilidade Tempo Médio entre Falhas Tempo Médio para Reparos Indicadores para Gestão do Uso da Energia Elétrica Fator de Carga Custo Médio Eficiência O Dilema: Reparar ou Substituir? Bibliografia 388 Capítulo 9 - Modelagem Hidráulica - Projetos Otimizados Introdução Modelagem Hidráulica - O Modelo EPANET Projetos Otimizados de Eficiência Energética Introdução Dimensionamento Econômico de Estações Elevatórias - Método das 406 Tentativas Dimensionamento Econômico de Redes de Abastecimento Método 418 LENHS ET Bibliografia 438 Anexo I - Análise tarifária e Gestão das Contas de Energia 439 Anexo 11- Metodologia de Custos Evitados da ANEEL: Resumo 455