PumpR: Pacote para dimensionamento hidráulico de sistemas de bombeamento

Abstract

O superdimensionamento de motobombas é prática comum em sistemas hidráulicos de bombeamento e como consequência, aumenta os custos de aquisição e operação desses sistemas, além de reduzir sua eficiência energética. O presente trabalho teve como objetivo desenvolver e disponibilizar o pacote PumpR, através de linguagem computacional R de programação, para otimizar os sistemas de bombeamento hidráulico, fornecendo a recomendação adequada de motobomba para cada sistema. Neste trabalho, estão apresentados fundamentos hidráulicos do dimensionamento que nortearam a construção e o desenvolvimento do pacote PumpR, bem como os métodos e materiais que o pacote utiliza para resolver os cálculos e fornecer a recomendação adequada de motobomba. Para verificar a precisão das respostas fornecidas pela ferramenta, foi realizado um exemplo presente na literatura, com dados de um sistema prático e uma motobomba recomendada de valores já conhecidos, o que permitiu validar o desempenho apresentado pela ferramenta. O valor de vazão no momento da interseção apresentado na literatura, foi de 7,1 metros cúbicos por hora, e o valor encontrado pela ferramenta PumpR foi de 7,61 metros cúbicos por hora, sendo desta forma um resultado satisfatório com precisão de 93%, ainda considerando que neste exemplo não foram utilizados todos os fatores de segurança. O pacote PumpR apresentou grandes potencialidades para ser implementado como ferramenta de dimensionamento, fornecendo respostas instantâneas e confiáveis aos usuários. Neste sentido, o pacote ainda possibilita adição de novos parâmetros e funções, bem como integrações com outros trabalhos semelhantes, que poderão auxiliar cada vez mais a obter respostas otimizadas e confiáveis. Este pacote já está disponível na plataforma GitHub, através do link: https://github.com/joaobtj/pumpr.

The oversizing of motor pumps is a common practice in hydraulic pumping systems, which consequently increases the acquisition and operation costs of these systems, while reducing their energy efficiency. The objective of this study was to develop and provide the PumpR package, using the R programming language, to optimize hydraulic pumping systems by providing appropriate motor pump recommendations for each system. This work presents the hydraulic fundamentals of sizing that guided the construction and development of the PumpR package, as well as the methods and materials used by the package to solve calculations and provide the appropriate motor pump recommendation. To verify the accuracy of the tool's responses, an example from the literature was used, with data from a practical system and a recommended motor pump with known values, which allowed validating the performance of the tool. The flow rate value at the intersection moment presented in the literature was 7.1 cubic meters per hour, and the value obtained by the PumpR tool was 7.61 cubic meters per hour, representing a satisfactory result with 93% accuracy, even considering that not all safety factors were used in this example. The PumpR package showed great potential to be implemented as a sizing tool, providing instant and reliable responses to users. Furthermore, the package allows for the addition of new parameters and functions, as well as integrations with other similar works, which can increasingly help obtain optimized and reliable responses. This package is already available on the GitHub platform, on the following link: https://github.com/joaobtj/pumpr.