7.2 Dimensionamento da Tubulação 1

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1 Dimensionamento da Tubulação 1 Em função do fluido a ser transportado e da sua temperatura de escoamento, procura-se estabelecer o material da tubulação. Apresentamos a seguir uma tabela que pode nos auxiliar nesta escolha porém deixamos claro que: 1 dependendo da aplicação, considera-se outros fatores; os tubos de PVC hoje ganham esp nas aplicações industriais; 3 o objetivo de nosso trabalho é ser uma referência bibliográfica básica, o que equivale dizer que outras fontes devem ser consultadas ; 4 a tabela 7.1 fornece a faixa de velocidade recomendada, que é denominada de velocidade econômica. FLUIDO (líquido) Velocidade econômica (m/s) Material da Tubulação Água: - serviços gerais - rede industrial Bombas: - linha de sucção 0,9 a,5 0,9 a, - linha de recalque 0,9 a,,1 a 3,0 Ácido clorídrico 1,5 rev. de borracha Ácido sulfúrico 88 a 98% 1, Fº Fº Amoníaco 1,8 Benzeno 1,8 Cloro 1,5 FLUIDO (líquido) Velocidade econômica (m/s) Material da Tubulação Clorofórmio 1,8 cobre e Hidróxido de sódio - solução até 30% - solução de 30 a 50% - solução de 50 a 73% 1,8 1,5 1, Óleo lubrificante 1,8 Óleo combustível 1,8 Salmoura (CaCl ) 1, Tetracloreto de Carbono 1,8 Tricloro etileno 1,8 Tabela IGNÁCIO, Raimundo F., Curso Básico de Mecânica dos Fluidos, publicado em Por exemplo: Telles, Pedro Carlos da Silva Tubulação industriais: materiais, projeto e desenho Livros Técnicos e Científicos S.a Editora S.A

2 416 Por outro lado, sabemos que para o escoamento de gás perfeito até cerca de 75 m/s o escoamento é considerado como incompressível, daí a tabela 7.. FLUIDO - gás ou vapor Velocidade econômica (m/s) Material da Tubulação Ar (0 a 30 psi) 0 Amônia 30 Ácido Clorídrico 0 rev. de borracha Cloro 10 a 5 Clorofórmico 10 cobre e Dióxido de enxofre 0 Etileno 30 Hidrogênio 0 Gás natural 30 Vapor d água - 0 a 30 psi-sat - 30 a 150 psi-sat ou superaquecido - acima de 150 psi - linhas curtas 0 a a a Tabela 7. Após o preestabelecimento do material e da velocidade econômica, calcula-se o diâmetro da tubulação como mostramos a seguir. Q = V x A = V x π D 4 D = 4 x Q π x V equação 7.1 Através do diâmetro calculado pela equação 7.1, consultando uma tabela normalizada, especificamos o diâmetro nominal. Devemos salientar, que dependendo da fonte de consulta encontramos certas variações das velocidades econômicas, para ilustrar o mencionado, apresentamos na tabela 7.3 as velocidades recomendadas pela Alvenius Equipamentos Tubulares S/A e na tabela 7.4 e gráfico 7.1 os valores recomendados para linhas de recalque curtas recomendados pela Companhia Sulzer.

3 417 Fluido Velocidade (m/s) Água - redes em cidades 1 a 3 - redes industriais a 4 - alimentação de caldeiras 4 a 8 - sucção de bombas 0,75 a 1,8 Água salgada 1,5 a,5 Ar comprimido 15 a 0 Vapor - até kgf/cm saturado 0 a 40 - de a 10 kgf/cm 40 a 80 - mais de 10 kgf/cm 80 a 00 Hidrocarbonetos líquidos em instalações industriais - linhas de sucção - linhas de recalque 1 a 1,5 a,5 Hidrocarbonetos gasosos em instalações industriais 5 a 30 Acetileno 0 a 5 Amônia - líquida - gás 5 a 35 Hidrogênio 0 a 35 Cloro - líquido 1,5 a,0 - gás 15 a 30 Soda cáustica - 0 a 30% - 30 a 50% 1,5-50 a 75% 1, Cloreto de sódio 1,5 a,0 Cloreto de Cálcio 1,5 Tetra-Cloreto de carbono,0 Ácido sulfúrico 1,0 a 1, Tabela 7.3 VELOCIDADES MÁXIMAS EM L. DE RECALQUE CURTAS D, mm 5, V, m/s 1,3 1,4 1,55 1,80,0,30,45,60 Q, l/s,5 4,0 6,8 14,1 38,9 7,3 173,1 36,5 Tabela 7.4

4 418 Gráfico Uma outra forma de determinar o diâmetro e através da equação 7., que é válida para instalações que não funcionam continuamente (instalações em edifícios) que é a fórmula de Forscheimmer. onde: n Der = 13,. 4. Q equação 7. 4 Der = diâmetro econômico para o recalque (m) Q = vazão desejada (m 3 /s) n = número de horas/dia de funcionamento das bombas. Com (Der) na tabela normalizada de tubos, especificamos o diâmetro de recalque comercial. 3 Extraído do Manual Fundamentos hidráulicos para instalaciones con bombas centrífugas Sulzer Frères, Société Anonyme, Winterthur, Suiza

5 419 Se houver tubulação de sucção o seu diâmetro deve ser um diâmetro comercial acima. Nota: Já que existe mais de uma possibilidade para a escolha do diâmetro de recalque e como hoje, podemos recorrer as máquinas programáveis é comum efetuar-se um estudo econômico para a escolha do diâmetro mais adequado. Vamos imaginar que em um dado projeto, temos a possibilidade de recorrermos aos diâmetros D 1, D, D 3 e D 4. Para especificarmos o diâmetro adequado, podemos executar um estudo econômico como mostra a tabela Custo do tubo / m - Custo total - Velocidade média (m/s) - Perda de carga (m) - Altura Manométrica (m) - Potência Consumida (KW) - Custo Mensal de Energia - Escolha do Diâmetro Adequado Tabela 7.5 D 1 D D 3 D 4