Hidráulica de Linhas pressurizadas. FEAGRI/UNICAMP Prof. Roberto Testezlaf

Transcrição

1 Hidráulica de Linhas pressurizadas

2 Parte 1 - Tubulações FEAGRI/UNICAMP Prof. Roberto Testezlaf

3 Tubulações A qualidade e integridade de instalação depende: Escolha do material e do diâmetro adequado Fabricação Armazenamento Transporte Manuseio (descarga e movimentação) das tubulações e conexões, Inspeção local da instalação, Escavação de valas, união ou conexão correta dos tubos, ancoragem da rede, etc..

4 Tubulações Fabricação - Aço Zincado

5 Armazenamento - PVC

6 Armazenamento - Alumínio

7 Instalação em campo

8 Instalação em campo

9 Tipos de engates para tubulações Depende do material e do tipo de aplicação Tubos Flangeados: tubos de aço zincado para pivô central e linhas enterradas

10 Uniões flangeadas Linha de Sucção

11 Uniões com abraçadeiras Linhas de recalque ou sucção Acoplamentos Victaulic

12 Uniões com abraçadeiras

13 Tipo de uniões Cabeçal de controle

14 Tipo de uniões Válvula de alívio

15 Engates rápidos Linhas laterais de irrigação Conexões rosqueáveis Acoplamento rápido metálico tipo sela

16 Engates soldáveis Linhas com pequenas extensões, onde não ocorram variações de temperatura ou vibrações do solo.

17 Engates junta elástica (interferência) Linhas com conexão em defofo para linhas fixas ou permanentes

18 Engates rosqueáveis Consiste em rosquear as tubulações e uni-los com luvas. Esse tipo de junta requer muito tempo para execução

19 Tubos de PE Conexões Junta mecânica de compressão Tipo Espigão Soldagem Termofusão Eletrofusão

20 Selecionamento da Tubulação

21 Selecionamento da Tubulação Uma tubulação em irrigação é classificada como: Sucção: puxa a água da fonte até a bomba Adutora ou recalque: da bomba até a área irrigada Ramal: transporta a água para os setores Lateral: onde está conectados os emissores Para tipo de tubulação é preciso: Selecionar o material da tubulação; Dimensionar do diâmetro comercial para cada aplicação.

22 Escolha do material da tubulação Critérios Deve suportar as demandas hidráulicas do sistema (pressão e velocidade); permitir a distribuição adequada da água ao longo da área irrigada, no volume e na pressão desejada.

23 Escolha do material Materiais mais utilizados na irrigação Aço Zincado PVC (policloreto de vinila) PE (polietileno) Ferro Fundido Alumínio

24 Escolha do material Depende da função da tubulação dentro do sistema e da avaliação econômica do projeto. Linhas de sucção: Ferro fundido e aço zincado PVC - Baixa potência Pivô central PVC linha de recalque/adutora Aço Zincado nas torres

25 Aspersão Escolha do material Alumínio e PVC (mais comum) - linhas laterais e tubo de elevação Localizada PE - nas linhas laterais PVC nas linhas secundárias ou ramais

26 Especificações das Tubulações Diâmetro Nominal (DN) diâmetro referencial adimensional Pressão de Serviço (Ps) máxima pressão que o tubo suporta em serviço contínuo. Soma da pressão estática com picos de sobrepressão (transientes). Pressão Nominal (PN) pressão de dimensionamento do tubo (Ps à 20 o C).

27 Classificação das Tubulações Pressão Nominal (Classe) Relacionada à tensão circunferencial do material e à relação diâmetro espessura mínima de parede (RDE) 2 _ RDE 1 PN RDE = relação diâmetro externo/espessura de parede = tensão circunferencial admissível em MPa; PN = pressão nominal em MPa;

28 Classificação das Tubulações Pressão Nominal Relação diâmetro espessura mínima de parede (RDE) RDE dem e Ex.: dem = diâmetro externo médio (L) e = espessura mínima de parede (L) PN40 = pressão máx de 40 mca (Brasil). Classe 4 = pressão max de 4 kgf /cm 2 (exterior).

29 Tabela com valores da Tensão Circunferencial Admissível Material Aço Zincado Tensão (Kg f /cm 2 ) 400 Alumínio PEAD 50 PEBD 25 PVC 100

30 Tubos de Policloreto de Vinila (PVC) Linha móvel PN 80 Linha Fixa

31 Exemplo do cálculo espessura mínima (PVC) Assumindo tubo de DN 50 e De = 50,5 mm, calcular a espessura mínima para PN 80. Importante: 1kg f cm -2 = 0,098 MPa RDE 2 _ 2x9,8 1 1 PN 0,78 26,13 RDE dem 50,5 26,13 e 1, mm e e 93

32 Tubos de Polietileno (PE) Linhas laterais (DE)

33 Tubos de Polietileno (PE) Densidade do material Tipo Sigla Densidade (g/cm 3 ) Alta densidade PEAD 0,945-0,965 Média densidade PEMD 0,935-0,944 Baixa densidade PEBD 0,915-0,935 Baixa densidade Linear PEBDL Igual ao PEBD

34 Baixa densidade (PEBD) Tubos de PE Alta densidade (PEAD)

35 Critérios para seleção da PN de tubos plásticos de irrigação A máxima pressão de serviço não deve exceder 72% da classe PN do tubo de irrigação. Por exemplo: Tubo PVC de PN 80 não deve ser utilizado para pressões de serviço superior a 57,6 mca ou 5,8 kg f cm -2 A classe de pressão para tubos com rosca deve ser considerada a metade das tubulações sem rosca no mesmo material e tamanho. FEAGRI/UNICAMP Prof. Roberto Testezlaf

36 Exemplo de aplicação Selecionar a PN da tubulação de recalque de PVC de um pivô central que requer uma motobomba que opere com uma vazão de 350 m 3 h -1 e uma pressão de 5,5 kg f cm -2.

37 Exemplo de aplicação Irriga LF DEFoFo Qual das opções de PN?

38 Exercícios prático 1. A Amanco fabrica uma tubulação de PVC especificada como DN 75 (diâmetro externo de 75,5mm e espessura de parede de 2,5mm), sabendo que a tensão circunferencial do material é igual a 11,4x103 kpa, responda: a) Qual é a pressão nominal do tubo de acordo com as normas brasileiras? b) Qual é a sua máxima vazão recomendada? 2. Selecione a PN da adutora e da linha lateral de um sistema de irrigação que apresenta a seguinte variação de pressão. Local Pressão (kpa) Saída da bomba 600 Entrada da linha lateral 400 Pressão média da linha lateral 300

39 Exercícios prático 3. Em um tubo de irrigação da marca Tigre está gravada a seguinte especificação: Tubo PVC LF DeFoFo DN100 PN60 JEI. a. Explique o que significa cada uma das cinco siglas? b. Qual a pressão máxima de serviço para esse tubo? PVC Material do Tubo Policloreto de Vinila LF Destinação da tubulação Linha Fixa DeFoFo - Diâmetros externos equivalentes aos tubos de ferro fundido DN Diâmetro Nominal Valor aproximado do diâmetro externo 100 mm PN Pressão Nominal Pressão máxima de ruptura do tubo 60 mca JEI Tipo de conexão Junta Elástica Integrada Pmáx = 0,72 x 60 = 43,2 mca = 4,3 kg f cm -2 FEAGRI/UNICAMP Prof. Roberto Testezlaf