Quarta unidade - Dimensionamento da tubulação
Em função do fluido a ser transportado e da sua temperatura de escoamento,
procura-se estabelecer o material da tubulação.
Apresenta-se a seguir uma tabela que pode auxiliar nesta escolha porém
deixa-se claro que:
1 → dependendo da aplicação, considera-se outros fatores;
2 → os tubos de PVC hoje ganham espaço nas aplicações industriais;
3 → o objetivo deste trabalho é ser uma referência bibliográfica básica, o que equivale dizer que outras fontes devem ser consultadas;
4 → a tabela 7.1, além de fornecer a faixa de velocidade recomendada, que é denominada de velocidade econômica, menciona o material da tubulação mais empregado.
Por outro lado, sabe-se que para o escoamento de gás perfeito até cerca de 75 m/s o escoamento é considerado como incompressível, daí a tabela 7.2.
Após o preestabelecimento do material e da velocidade econômica, calcula-se o diâmetro da tubulação como mostrado a seguir.
Através do diâmetro calculado, consultando uma tabela normalizada, especifica-se o diâmetro nominal.
Dependendo da fonte de consulta encontra-se certas variações das velocidades
econômicas, para ilustrar o mencionado é apresentado a tabela 7.3 as
velocidades recomendadas pela Alvenius Equipamentos Tubulares S/A e na
tabela 7.4 e no gráfico 7.1 os valores recomendados pela Companhia Sulzer e
que foram extraídos do manual – Fundamentos hidráulicos para instalaciones
con bombas centrífugas – Sulzer Frères, Société Anonyme, Winterthur, Suiza.
Uma outra forma de determinar o diâmetro, que é válida para instalações que não funcionam continuamente (instalações em edifícios) é a fórmula de Forscheimmer, que é apresentada a seguir:
Onde:
Der = diâmetro econômico para o recalque (m)
Q = vazão desejada (m3/s)
n = número de horas/dia de funcionamento das bombas.
Com (Der)
na tabela normalizada de tubos, especifica-se o diâmetro de recalque
comercial.
A tubulação antes da bomba terá o seu diâmetro igual a um diâmetro comercial imediatamente superior.
Nota: Já que existe mais de uma possibilidade para a escolha do
diâmetro de recalque e como hoje, pode-se recorrer as máquinas programáveis
é comum efetuar-se um estudo econômico para a escolha do diâmetro mais
adequado.
Imagina-se que em um dado projeto, tem-se a possibilidade de recorrer
aos diâmetros D1, D2, D3 e D4.
Para especificar o diâmetro adequado, pode-se executar um estudo
econômico como mostra a tabela 7.5.
Apresenta-se como exemplo de norma dos diâmetros comerciais a norma americana ANSI B 36.10 e B 36.19 que é a norma para os tubos de aço-carbono.
Todos esses tubos são designados por um número chamado “Diâmetro Nominal” ou “Bitola Nominal", onde para o diâmetro nominal compreendido na faixa de 1/8 até 12", observa-se que o mesmo não corresponde a nenhuma dimensão física dos tubos; já os compreendidos na faixa de 14 até 36", tem-se o diâmetro nominal coincidente com o diâmetro externo do tubo em questão.
Para cada diâmetro nominal fabricam-se tubos com várias espessuras de parede, porém sempre com o mesmo diâmetro externo.
A seguir, fornecemos a tabela como exemplo de tubos de aço – dimensões normalizadas de acordo com as Normas ANSI B.36.10 (para tubos de aço-carbono e aços de baixa liga), e B.36.19 (para tubos de aços inoxidáveis).
Notas:
1 A norma ANSI B.36.19 só abrange tubos até o diâmetro nominal de 12”.
2 As designações “Std”, “XS” e “XXS” correspondem às espessuras denominadas “normal”, “extra-forte”, e “duplo extra-forte” da norma ANSI B.36.10.
3 As designações 10, 20, 30, 40, 60, 80, 100, 120 e 160 são “números de série” (schedulle number) dessa mesma norma. As designações 5S, 10S, 40S e 80S são da norma ANSI B.36.19.
4 As espessuras em mm indicadas na tabela são os valores nominais; as espessuras mínimas correspondentes dependerão das tolerâncias de fabricação, que variam com o processo de fabricação do tubo. Para os tubos sem costura a tolerância usual é ± 12,5% do valor nominal.
5 Nesta tabela estão omitidos alguns diâmetros e espessuras não usuais na prática. Para a tabela completa, contendo todos os diâmetros e espessuras, consulte as normas ANSI B 36.10 e B 36.19.
6 Os pesos indicados nesta tabela correspondem aos tubos de aço-carbono ou de aços de baixa liga. Os tubos de aços inoxidáveis ferríticos pesam cerca de 5% menos, e os de inoxidáveis austeníticos cerca de 2% mais.
1/4" 13,72 9,24
7,68
7,122,24
3,02
3,300,63
0,80
0,82STD
XS
_40
80
1603/8" 17,15 12,53
10,75
7,652,31
3,2 0
4,750,85
1,10
1,56STD
XS
_40
80
1601/2" 21,34 15,80
14,16
11,78
6,402,77
3,59
4,78
7,471,26
1,62
1,95
2,54STD
XS
XXS40
80
160
_3/4" 26,67 20,93
18,85
15,55
11,032,87
3,91
5,56
7,821,68
2,19
2,89
3,63STD
XS
XXS40
80
160
_1" 33,40 26,64
24,30
20,68
15,223,38
4,55
6,36
9,092,50
3,23
4,23
5,45STD
XS
XXS40
80
160
_1 1/4" 42,16 35,04
32,46
29,46
22,763,56
4,85
6,35
9,703,38
4,46
5,60
7,75STD
XS
XXS40
80
160
_1 1/2" 48,26 40,90
38,10
33,98
27,943,68
5,08
7,14
10,164,05
5,40
7,23
9,54STD
XS
XXS40
80
160
_2" 60,32 52,50
49,24
42,84
38,183,91
5,54
8,74
11,075,43
7,47
11,10
13,41STD
XS
XXS40
80
160
_2 1/2" 73,03 62,71
59,01
53,99
44,995,16
7,01
9,52
14,028,62
11,40
14,90
20,37STD
XS
XXS40
80
160
_3" 88,90 77,92
73,66
66,64
58,425,49
7,62
11,13
15,2411,28
15,25
21,31
27,65STD
XS
XXS40
80
160
_3 1/2" 101,60 90,12
85,445,74
8,0813,56
18,60STD
XS40
804" 114,30 102,26
97,18
92,04
87,32
80,066,02
8,56
11,13
13,49
17,1216,06
22,29
28,27
33,49
40,98STD
XS
XXS40
80
120
160
_5" 141,3 128,30
122,26
115,90
109,54
103,206,55
9,52
12,70
15,88
19,0521,75
30,92
40,25
49,01
57,36STD
XS
XXS40
80
120
160
_6" 168,3 155,60
154,03
146,36
139,76
131,78
124,406,35
7,11
10,97
14,27
18,26
21,9525,33
28,23
42,51
54,15
67,48
79,10STD
XS
_
XXS
40
80
120
160
_8" 219,07 206,37
204,99
202,71
198,45
193,67
188,89
182,55
177,83
174,63
173,056,35
7,04
8,18
10,31
12,70
15,09
18,26
20,62
22,22
23,0133,27
36,75
42,48
53,03
64,56
75,81
90,47
100,83
107,76
111,14
STD
XS
XXS
_20
30
40
60
80
100
120
140
160
10" 273,05 260,35
257,45
254,51
247,65
242,87
236,53
230,17
222,25
215,916,35
7,80
9,27
12,70
15,09
18,26
21,44
25,40
28,5741,74
50,95
60,23
81,45
95,87
114,62
132,86
154,95
172,07_
STD
XS
XXS
_20
30
40
60
80
100
120
140
160
307,08
304,80
303,22
298,44
295,30
288,90
280,96
273,04
266,70
257,20
8,38
9,52
10,31
12,70
14,27
17,47
21,44
25,40
28,57
33,32
65,13
73,75
79,64
97,34
108,85
131,88
159,69
186,73
207,83
238,49
STD
XS
XXS
_
30
40
60
80
100
120
140
160
339,76
336,56
334,34
330,20
325,22
317,55
307,96
300,02
292,10
284,18
7,92
9,52
11,13
12,70
15,19
19,05
23,82
27,79
31,75
35,71
67,87
81,20
94,40
107,27
126,56
157,92
194,70
224,38
253,27
281,40
STD
XS
_
20
30
40
60
80
100
120
140
160
_
_
390,56
387,36
381,00
373,08
363,52
354,02
344,48
333,34
325,42
7,92
9,52
12,70
16,66
21,44
26,19
30,96
36,53
40,49
77,78
93,19
123,16
159,96
203,28
242,25
286,34
332,78
364,93
STD
XS
_
20
30
40
60
80
100
120
140
160
_
_
441,36
438,16
434,94
431,80
428,66
419,10
409,54
398,48
387,36
377,86
366,70
7,92
9,52
11,13
12,70
14,27
19,05
23,83
29,36
34,92
39,67
45,25
87,70
105,04
122,24
139,05
155,75
205,60
254,33
309,44
363,28
408,04
459,05
STD
XS
_
20
30
40
60
80
100
120
140
160
488,96
482,60
477,82
466,76
455,62
407,98
9,52
12,70
15,09
20,62
26,19
50,01
116,96
154,95
183,19
247,60
310,80
564,20
STD
XS
_
20
30
40
60
80
160
_
_
539,76
533,40
527,04
514,36
501,66
488,96
476,26
463,56
450,86
9,52
12,70
15,88
22,22
28,57
34,92
41,27
47,62
53,97
128,88
182,32
212,31
293,75
373,21
450,69
526,17
599,66
671,15
XS
_
20
30
40
60
80
100
120
140
160
_
_
590,56
584,20
581,06
574,64
560,38
547,68
531,82
517,66
504,86
9,52
12,70
14,27
17,48
24,61
30,96
38,89
46,02
52,37
140,80
186,73
209,33
254,88
354,66
441,31
546,68
638,93
718,88
STD
XS
_
20
30
40
60
80
100
120
140
Para maiores detalhes dos tubos consulte:
http://www.debas.faenquil.br/~clelio/pdf/aula01.pdf
http://www.nvlsoftware.com.ar/NVLSoftware/datos_de_calculo.htm
http://www.escoladavida.eng.br/mecflubasica/Apostila/Unidade%206/Primeira%20aula%20un%206.pdf
