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Memorial de Calculo Hidrantes Apucarana

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Ministério da Educação
Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Unidade Curitiba
MEMORIAL DE CÁLCULO DE HIDRANTES
BLOCO “M”
UNIDADE APUCARANA – APUCARANA- PR
AGOSTO/2014
0
Sumário
1 DADOS..................................................................................................................... 2
2 DETERMINAÇÃO DA CAPACIDADE DO RESERVATÓRIO (NPT 022) ................. 3
3 CLASSIFICAÇÕES PARA HIDRANTES .................................................................. 3
3.1 Classificação quanto ao tipo de sistema ............................................................. 3
3.2 Características do tipo de sistema adotado ........................................................ 4
3.3 Componentes do sistema adotado ..................................................................... 4
4 DIMENSIONAMENTO DE HIDRANTES ................................................................... 4
4.1 Fórmulas e critérios utilizados: ........................................................................... 4
4.1.1 Vazão mínima:.............................................................................................. 4
4.2 Equações utilizadas:........................................................................................... 5
4.2.1 Perdas de Carga – Hazen-Willians (c=100 – FG) ......................................... 5
4.2.2 Perdas de Carga – Fair-Wiple-Hsiao ............................................................ 5
4.2.3 Perda de Carga em Mangueiras (D=1.1/2”) .................................................. 5
4.2.4 Pressão disponível nos esguichos – Pd ....................................................... 5
4.2.5 Perda de carga na saída de tubos – Pcsaída ............................................... 5
5 DIMENSIONAMENTO DO HIDRANTE MAIS DESFAVORÁVEL H-01 .................... 6
5.1 Sucção ( D=2.1/2”) – Qd...................................................................................... 6
5.2 Recalque ( D=2.1/2”) – Qd ................................................................................. 6
5.3 Equação das coordenadas da curva para H-01 .................................................. 7
Equação Geral – HD 02 ......................................................................................... 7
6 CÁLCULO DA PRESSÃO NO HIDRANTE MAIS FAVORÁVEL ............................... 7
7 CÁLCULO DO RETORNO PARA TESTES.............................................................. 8
7.1 Sucção ( D=2.1/2”) ............................................................................................. 8
7.2 Recalque ( D=2.1/2”) .......................................................................................... 9
7.3 Recalque ( D=1.1/4”) .......................................................................................... 9
7.4 Equação das coordenadas do retorno para teste ............................................... 9
Equação Geral – Retorno para teste .................................................................... 10
8 CONCLUSÕES ...................................................................................................... 10
1
1 DADOS
Dados da Empresa Contratante:
Empresa contratante: UTFPR – Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Endereço do local: Avenida Sete de Setembro, 3165, Centro
Cidade/UF: Curitiba – Paraná, Brasil
Fone: (41) 3310-4473
Dados do Projeto:
Obra: UTFPR – Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Endereço do local: Rua Marcílio Dias, 635
Cidade/UF: Apucarana – Paraná, Brasil
Características da Edificação:
Área total construída: 2.277,96 m²
2
2 DETERMINAÇÃO DA CAPACIDADE DO RESERVATÓRIO (NPT 022)
V=0,93 X C X A^1/2
V= Volume do Reservatório (m³)
A= Área de Risco (m²)
C= Conforme tabela 4- NPT 022
Fonte: NPT 22- Sistemas de Hidrantes e Mangotinhos para combate a incêndio.
V= 0,93 X 0,38 X (2.277,96)1/2
V= Volume do Reservatório
17 m³
RTI = V/3 RTI (RESERVA TOTAL DE INCÊNDIO)
RTI = 17/3
RTI = 6,00 m³
3 CLASSIFICAÇÕES PARA HIDRANTES
3.1 Classificação quanto ao tipo de sistema
Fonte: NPT 22- Sistemas de Hidrantes e Mangotinhos para combate a incêndio.
Conforme tabela acima quanto ao tipo de sistema se classifica em:
E-1
Tipo 2
3
3.2 Características do tipo de sistema adotado
Fonte: NPT 22- Sistemas de Hidrantes e Mangotinhos para combate a incêndio.
3.3 Componentes do sistema adotado
Fonte: NPT 22- Sistemas de Hidrantes e Mangotinhos para combate a incêndio.
4 DIMENSIONAMENTO DE HIDRANTES
4.1 Fórmulas e critérios utilizados:
4.1.1 Vazão mínima:
A vazão mínima de descarga no hidrante mais desfavorável será de 180 l/min,
sendo portanto, o sistema de proteção contra incêndios dimensionado de forma a
4
proporcionar a vazão requerida pelo risco de incêndio predominante, em dois hidrantes
em uso simultâneo e em condições mais desfavoráveis – 360 l/min.
Pressão mínima (na entrada do esguicho) = 30 m.c.a
4.2 Equações utilizadas:
4.2.1 Perdas de Carga – Hazen-Willians (c=100 – FG)
J = 0,0012 Q1,85 / D4,87
J6” = 21,816 Q1,85
J4” = 157,158 Q1,85
J3” = 637,951 Q1,85
J2.1/2” = 1.491,24 Q1,85
J2” = 4.595,703 Q1,85
Onde J=m/m; Q=m3/s e D=m
4.2.2 Perdas de Carga – Fair-Wiple-Hsiao
J = (Q / D4,88 x 0,0020)1,879
J2” = 4.501,246 Q1,879
J1.1/2” = 17.167,625 Q1,879
J1.1/4” = 39.436,47 Q1,879
J1” = 132.349,450 Q1,879
J3/4” = 504.777,04 Q1,879
Onde J=m/m; Q=m3/s e D=m
4.2.3 Perda de Carga em Mangueiras (D=1.1/2”)
J = 23.166,67 x Q2 x L
Onde J=m/m; Q=m3/s e D=m
4.2.4 Pressão disponível nos esguichos – Pd
Pd = Em conformidade com a curva de funcionamento do esguicho selecionado
4.2.5 Perda de carga na saída de tubos – Pcsaída
Pcsaída = 0,0826 x Q2 x D-4
Onde Pcsaída=m; Q=m3/s e D=m
5
5 DIMENSIONAMENTO DO HIDRANTE MAIS DESFAVORÁVEL H-01
5.1 Sucção ( D=3”) – Qd
Qtidade
01
01
02
01
01
01
01
-
Descrição
Flange
Luva
Braçadeira
Cotovelo 90º
Adaptador flange
Adaptador macho
Registro de gaveta
Tubulação
TOTAL
Ceq.(unitária) Ceq.(total)
0,01
0,01
0,01
0,01
0,01
0,02
3,76
3,76
0,05
0,05
0,01
0,01
0,50
0,50
1,35
5,71m
5.2 Recalque ( D=2.1/2”) – Qd
Qtidade
01
03
01
01
01
01
03
-
Descrição
Niple duplo
T lateral
T direto
Pressostato
Registro de gaveta
VRH
Cotovelo 90º
Tubulação
TOTAL
Ceq.(unitária) Ceq.(total)
0,01
0,01
3,43
10,29
0,41
0,41
2,00
2,00
0,40
0,40
17
17
2,35
7,05
38,225
75,385m
Pressão disponível – Pd (CAC 1.1/2” – Reunidas)
Pd = 21mca – 150 LPM
Pd = 30mca – 180 LPM
Pd = 35mca – 200 LPM
Calculo de Qs
O tipo de sistema requerido é o tipo 2 e mangueira 2
Qs=180LPM
Pd= 30m.c.a
Então Qs= 180LPM
Calculo de Qd
Sendo 2 hidrantes ligados ao mesmo tempo:
6
Qd= 360LPM
5.3 Equação das coordenadas da curva para H-01
Hm = Pcs + Pcr + Pcm + Pd + Dg
Hm = Altura manométrica (m)
Pcs = Perda de carga na sucção
Pcr = Perda de carga no recalque
Pcm = Perda de carga em mangueira
Pd = Pressão disponível
Dg = Desnível geométrico
Perda de carga na mangueira – Pcm
Pcm = (23.166,67 x Qs2 x 30)
Pcm = 6,26 mca
Perda de carga no recalque – Pcr
Pcr = (75,39x 1.491,24 Qd1,85)
Pcr = 8,72 mca
Perda de carga na sucção – Pcs
Pcs = (5,71 x 1.491,24 Qd1,85)
Pcs = 0,66 mca
Desnível geométrico – Dg
Dg = -3,23 m
Equação Geral – HD 01
Hm = Pcs + Pcr + Pcm + Pd + Dg
Hm = 0,66 + 8,72 + 6,26 + 30 – 3,23 = 42,40
Qd = 360 LPM = 21,6 m3/h
BOMBA SELECIONADA:
‘MARCA: KSB
BOMBA = 32-160.1 (3500 rpm)
ROTOR = 162 mm
POTÊNCIA =6,5 CV
6 CÁLCULO DA PRESSÃO NO HIDRANTE MAIS FAVORÁVEL
5.2 Recalque ( D=2.1/2”) – Qd
Qtidade
Descrição
01
Niple duplo
Ceq.(unitária) Ceq.(total)
0,01
0,01
7
02
02
01
01
01
03
-
TPL
TPD
Pressostato
Registro de gaveta
VRH
Cotovelo 90º
Tubulação
3,43
0,41
2
0,40
17
2,35
-
TOTAL
6,86
0,82
2
0,40
17
7,05
41,825
75,965 m
Hm = Pcs + Pcr + Pcm + Pd + Dg
Hm = (L x 1.491,24 Q1,85) + (L x 1.491,24 Q1,85) + (23.166,67 x Q2 x L) + Pd + Dg
Hm =(5,71 x 1.491,24 Qd1,85)+ (75,39 x 1491,24 Q1,85) +(23.166,67 x Qs2 x 30)+Pd +Dg
Hm = 8.514,98 Q1,85 + 112.424,58 Q1,85 + 695.000 Q2 + Pd + (-15,10)
Q = 180 LPM (10,8 m³/h)
Hm = 0,18 + 2,44 + 6,26 + 30 – 6,83
Hm = 32,05 mca
Q = 200 LPM (12,0 m³/h)
Hm = 0,22 + 2,96 + 7,72 + 37,5 – 6,83
Hm = 41,58 mca
Q = 220 LPM (13,2 m³/h)
Hm = 0,27 + 3,53 + 9,34 + 42,5 – 6,83
Hm = 48,81 mca
Conforme verificado na curva de funcionamento da bomba, o hidrante mais
favorável apresentou as seguintes características de vazão e pressão:
Q = 12,8 m³/h
Q = 213,33 LPM
Hm = 44 mca
7 CÁLCULO DO RETORNO PARA TESTES
7.1 Sucção ( D=3”) - Qd
Qtidade
01
01
01
01
01
01
Descrição
Flanges
Cotovelo 90º
Adaptador Flange
Adaptador Macho
Registro de gaveta
Luva
Ceq.(unitária) Ceq.(total)
0,01
0,01
3,76
3,76
0,05
0,05
0,01
0,01
0,50
0,50
0,01
0,01
8
02
-
Braçadeira
Tubulação
0,01
-
TOTAL
0,02
1,35
5,71m
7.2 Recalque ( D=2.1/2”) - Qd
Qtidade
01
01
01
01
01
01
-
Descrição
Cotovelo 90º
VRH
Registro de Gaveta
Pressostato
Niple duplo
T lateral
Tubulação
TOTAL
Ceq.(unitária) Ceq.(total)
2,35
2,35
17
17
0,40
0,40
3
3
0,01
0,01
3,43
3,43
1,80
26,99
7.3 Recalque ( D=1.1/4”)
Qtidade
01
01
-
Descrição
Cotovelo 90º
Registro de gaveta
Tubulação
TOTAL
J
(unitária)
1,17
0,20
-
J(total)
1,17
0,20
3,39
4,76 m
7.4 Equação das coordenadas do retorno para teste
Hm = Pcs + Pcr + Pc(saída) + Dg
Hm = Altura manométrica (m)
Pcs = Perda de carga na sucção
Pcr = Perda de carga no recalque
Pcsaída = Perda de carga na saída das tubulações
Dg = Desnível geométrico
Perda de carga na sucção – Pcs
Pcs = (5,71 x 1.491,24 Q1,85)
Perda de carga no recalque (2.1/2”) – Pcr
Pcr = (26,99 x 1.491,24 Q1,85)
Perda de carga no recalque (1.1/4”) – Pcr
Pcr = (4,76 x 39.436,47 Q1,879)
9
Perda de carga na saída – Pc(saída)
Pcr = (704.102,84 x Q2)
Desnível geométrico – Dg
Dg = 1,29 m
Equação Geral – Retorno para teste
Hm =
Pcs
+
Pcr (2.1/2”) +
Pcsaída + Dg
Hm = (5,71 x 1.491,24 Q1,85) + (26,99 x 1.491,24 Q1,85) + (4,76 x 39.436,47 Q1,879) +
(704.102,84 x Q2) + 1,29
Para Q = 180 LPM = 10,8 m3/h encontra-se Hm = 35,21 mca
Para Q = 200 LPM = 12 m3/h encontra-se Hm = 44,15 mca
Para Q = 220 LPM = 13,2 m³/h encontra-se Hm = 50,82 mca
Conforme verificado na curva de funcionamento da bomba, o retorno apresentou
as seguintes características de vazão e pressão:
Q = 13 m³/h
Q = 216,67 LPM
Hm = 44 mca
8 CONCLUSÕES
Com os cálculos dos sistemas de hidrantes mais favorável, mais desfavorável e
retorno para testes, lançou-se sobre a curva da moto-bomba escolhida, onde se obteve:
BOMBA SELECIONADA:
‘
MARCA: KSB
BOMBA = 32-160.1 (3500 rpm)
ROTOR = 162 mm
POTÊNCIA =6,5 CV
_________________________________
Resp. Técnico
CIBELE CORNEJO JACINTO- ENGENHEIRA CIVIL
CREA 130850/D
10
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