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Desenvolvimento de software de seleção de bombas centrífugas

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Toguti, André Yuji
Data de Publicação: 2025
Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
Texto Completo: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/37892
Resumo: The development of efficient pumping systems is fundamental for reducing industrial energy consumption, considering that centrifugal pumps are responsible for more than twenty percent of the energy consumed by electric motors. This work aimed to develop computational software for estimating head loss in piping systems and automated selection of centrifugal pumps, based on the intersection of system and pump characteristic curves. The methodology employed used the Python programming language with scientific libraries such as numpy, matplotlib, pandas, and PyQt6 for graphical interface development. The system was structured into three main modules: hydraulic calculation algorithm based on the Darcy-Weisbach and Colebrook equations for friction factor determination, SQLite database containing characteristic curves of commercial pumps extracted from technical catalogs using Webplotdigitizer software, and selection algorithm that identifies compatible equipment through intersection analysis between system curves and available pumps. Validation was performed through three case studies extracted from academic papers, presenting flow rate differences between -1.94% and 6.17% and head differences between -0.38% and 24.65% compared to reference values. The results demonstrated that the software can provide technically adequate solutions, from small-scale systems to large-capacity installations. The developed tool contributes to automating the centrifugal pump selection process, reducing human errors and standardizing sizing procedures, resulting in energy savings through the selection of more efficient equipment for each specific application.
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The system was structured into three main modules: hydraulic calculation algorithm based on the Darcy-Weisbach and Colebrook equations for friction factor determination, SQLite database containing characteristic curves of commercial pumps extracted from technical catalogs using Webplotdigitizer software, and selection algorithm that identifies compatible equipment through intersection analysis between system curves and available pumps. Validation was performed through three case studies extracted from academic papers, presenting flow rate differences between -1.94% and 6.17% and head differences between -0.38% and 24.65% compared to reference values. The results demonstrated that the software can provide technically adequate solutions, from small-scale systems to large-capacity installations. The developed tool contributes to automating the centrifugal pump selection process, reducing human errors and standardizing sizing procedures, resulting in energy savings through the selection of more efficient equipment for each specific application.O desenvolvimento de sistemas de bombeamento eficientes é fundamental para a redução do consumo energético industrial, considerando que bombas centrífugas são responsáveis por mais de vinte por cento da energia consumida por motores elétricos. Este trabalho teve como objetivo desenvolver um software computacional para estimativa de perda de carga em sistemas de tubulação e seleção automatizada de bombas centrífugas, baseado na intersecção das curvas características do sistema e da bomba. A metodologia empregada utilizou a linguagem de programação Python com bibliotecas científicas como numpy, matplotlib, pandas e PyQt6 para desenvolvimento da interface gráfica. O sistema foi estruturado em três módulos principais: algoritmo de cálculo hidráulico baseado nas equações de Darcy-Weisbach e Colebrook para determinação do fator de atrito, banco de dados SQLite contendo curvas características de bombas comerciais extraídas de catálogos técnicos utilizando o Webplotdigitizer, e algoritmo de seleção que identifica equipamentos compatíveis com a análise de intersecção entre curvas do sistema e das bombas disponíveis. A validação foi realizada por meio de três estudos de caso extraídos de trabalhos acadêmicos, apresentando diferenças de vazão entre -1,94% e 6,17% e altura manométrica entre -0,38% e 24,65% em relação aos valores de referência. Os resultados demonstraram que o software consegue fornecer soluções tecnicamente adequadas, desde sistemas de pequeno porte até instalações de grande capacidade. A ferramenta desenvolvida contribui para a automação do processo de seleção de bombas centrífugas, reduzindo erros humanos e padronizando procedimentos de dimensionamento, resultando em economia energética a partir da seleção de equipamentos mais eficientes para cada aplicação específica.Universidade Tecnológica Federal do ParanáLondrinaBrasilEngenharia MecânicaUTFPRSalvo, Ricardo de VasconcelosLima, Rafael Sene deSalvo, Ricardo de VasconcelosGalante, Renan ManozzoMarchi Neto, Ismael deToguti, André Yuji2025-08-15T21:38:15Z2025-08-15T21:38:15Z2025-06-06info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisapplication/pdfTOGUTI, André Yuji. Desenvolvimento de software de seleção de bombas centrífugas. 2025. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Mecânica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Londrina, 2025.http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/37892porAttribution 4.0 Internationalhttp://creativecommons.org/licenses/by/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))instname:Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)instacron:UTFPR2025-08-16T06:22:26Zoai:repositorio.utfpr.edu.br:1/37892Repositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.utfpr.edu.br:8080/oai/requestriut@utfpr.edu.br || sibi@utfpr.edu.bropendoar:2025-08-16T06:22:26Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)false
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