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terça-feira, 28 de abril de 2020
Ilustração: Gil Tokio
Fonte: Janaína Harada, 2018
O que é efeito vórtice?
O efeito vórtice está ligado a
variação de pressão atmosférica com a queda da pressão do líquido, ou seja, quando
ocorre o escoamento do líquido em velocidade e ângulo diferentes de zero, em
algum ponto da altura da lâmina de água, a pressão externa torna-se maior. Essa
força, rompe a lamina de água formando um vazio, gerando um efeito em espiral, escoando
no sentido do ponto de sucção, levando para a rede ar.
Na ilustração a seguir, observa-se seis tipos de formação de
vórtice.
Fonte: J. Hydraul.
Eng. 1984
Por que devo observar esse fenômeno no projeto hidráulico?
Em reservatórios técnicos sem
reposição do abastecimento, como em reservatórios de incêndio, esse efeito deve
ser considerado no dimensionamento. Caso o projetista não observe, o sistema de
bombeamento de incêndio pode succionar ar para a rede, gerando perda de pressão, processo de cavitacão, vibrações, danos nas junções das conexões, em alguns casos, paralização total do sistema.
Como evitar?
É possível evitar a formação
desse efeito, instalando um poço de sucção no reservatório ou dispositivo anti-vórtice
no tubo de sucção. Na IT22 do Corpo de Bombeiros de São Paulo, encontra-se disponível
instruções de como se fazer diversos tipos de poço de sucção, e orientações de
como dimensiona-los.
Exemplo prático
1) considerando que o volume de
água e diâmetro do tubo de sucção já foram dimensionados, sendo 8 m³ e diâmetro
de 80 mm, onde será edificado um reservatório exclusivo para o sistema de
hidrantes, com sucção lateral. Indique as dimensões que devem ser consideradas na
confecção do reservatório.
Veja que na IT 22, no item – Reservatórios,
contém essa ilustração e a tabela B.1, com base nessa tabela, vamos dimensionar
o poço.
Na tabela B.1, indique o diâmetro
de sucção!
Observa-se as dimensões A e B,
respectivamente 310 mm = 30 cm e 80 mm = 8 cm. Na ilustração a seguir, será indicado
a altura total do poço, sendo A + B + D, isto é, 0,30 + 0,08 + 0,08 = 0,50 m.
Para as dimensões da base,
largura e cumprimento do poço, considere 6 x D, isto é, 6 x 0,08 = 0,48 m.
Desse modo, as dimensões mínimas para o poço, será de 0,50 x 0,50 x 0,50, para
não ocorrer o efeito.
Fonte: Instrução Técnica
22/ 2019 - Corpo de Bombeiros de São
Paulo
Para reservatórios pré-fabricados,
o projetista deve considerar apenas a altura da lâmina de água para o volume
efetivo + altura da lâmina d`água do poço.
Em virtude de o reservatório já
ser pré-fabricado não será possível construir o poço no interior do reservatório,
assim, apenas a lâmina de água deve ser considerada, pois as dimensões da base
já existem.
Lembrando que para cada tipo de
tomada de sucção há critérios diferentes de dimensionamento!
Bons projetos!
Bibliografia
PADMANABHAN, M. e HECKER, G. E.,
1984 – Scale effects in pump sump models. Journal of Hydraulic Engneering. Vol.
110, n.!!, p. 1540-1556.
CORPO DE BOMBEIROS DE SÃO PAULO,
2019 - Instrução técnica 22, Sistema de
hidrantes e mangotinhos para combate a incêndio, São Paulo.
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