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Redes de Distribuição de Água. Aula 18. Exemplo 6.2. - PowerPoint PPT Presentation
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Redes de Distribuição de Água
Aula 18
Exemplo 6.2A rede de tubulação representada na figura serve a um sistema de irrigação por aspersão e a uma colônia rural. Os aspersores conectados nos pontos G, F e E devem propiciar uma vazão de 2,0l/s, com uma carga de pressão mínima de 10m.c.a. O trecho AB, logo após a bomba, tem distribuição em marcha com vazão
q=0,010 l/s.m. A tubulação de sucção da bomba, com 4” de diâmetro, tem 2,5m de comprimento, uma válvula de pé com crivo e um cotovelo raio médio de 900. Os pontos C, D e F estão na mesma cota geométrica. Determinar a potência do motor elétrico comercial, se o rendimento da bomba é de 70%. As tubulações são de material metálico e assuma coeficiente de rugosidade da fórmula de Hazen-Williams C=100. Despreze as perdas de carga localizada no recalque e as cargas cinéticas.
4,0
5,0
6,0
10,0
100m4”
q=0,010l/s.m
4”
80m 60m 21/2”
20m 40m3”
21/2”
5,0
0,021/2”A
BC
G
E
D F
Exemplo 6.2Trata-se de um problema de verificação!!
s/0,710001,023total Vazão
GCGBCAB P.CHHHX
Trecho Diâmetro Vazão(l/s) J(m/100m) H(m)A-B 4” =(7+6)/2 =1,57.104Q1,85=1,41 1,41
B-C 4” 6 =1,57.104Q1,85=1,22 0,97
C-G 21/2” 2,0 =1,89.105Q1,85=1,92 1,15
X- C.P logo após a bomba
2015,197,041,1X
m53,23X
Exemplo 6.2
antess P.CH0,4
85,14totalss 007,010574,1LJH
m100/m623,1007,010574,1J 85,14s
C.P na entrada da bomba:
Comprimento equivalente:(265+28,5)*0,1=29,35m
m85,315,235,29L total
85,31)100/623,1(0,4P.C antes
m48.3P.C antes
Exemplo 6.2
m05,2048,353,23H
Altura total de elevação H é igual à diferença de C.P antes e após a bomba
)cv76,2(kW96,170,0
05,20007,08,9Pot
Pot. Bomba Acréscimo motor elétrico
Até 2hp 50%
2 a 5hp 30%
cv59,376,230,1Potm
Motor elétrico comercial 5 hp
Método de Hardy Cross
Soma algébrica das vazões em cada nó é nula
A soma algébrica das perdas de carga (partindo e chegando no mesmo nó) em qualquer circuito fechado (malhas ou anéis) é igual a zero.
As equações devem satisfazer as condições básicas para equilíbrio do sistema:
Convenciona-se, preliminarmente:NÓ: sentido do escoamento para o nó como positivo;ANEL: sentido do escoamento horário como positivo.0Q....QQQQ n321
0H....HHHH n321
Q1Qd
Q3
Nó
Q4 Q2
0QQQQQQ d4321
A B
CD Q4
Q3
Q1
Q2
QB
QA
QD
QC
0HHHHH 3421
+
Método de Hardy Cross
Qa= vazão hipotética
Q= correção de vazão
QQQ a
0QQ1KQQQaKKQH
n
a
na
nn
Método de Hardy Cross
0...QQ
!2)1n(n
QQ1KQ
aa
na
QKQnKQ 1na
na
a
a
a
ana
na
QHn
HQ/KQn
KQQ
ExemploEncontre o fluxo em um anel dado as entradas e as saídas. A tubulação é em aço carbono com 25cm de diâmetro e fator de atrito f=0,020.
A B
C D0,10 m3/s
0,32 m3/s 0,28 m3/s
0,14 m3/s
200 m
100 m
A B
C D
Exemplo Adote a vazão para cada trechoA vazão de entrada e saída em cada nó deve ser igual.
arbitrário
0,32 m3/s 0,28 m3/s0,32
0,00
0,10 m3/s0,10
0,04
0,14 m3/s
A B
C D0,10 m3/s
0,32 m3/s 0,28 m3/s
0,14 m3/s
14 2
3
sentido horário(+)
Cálculo da Perda de Carga
5
2
DgfLQ8H
m55,31H
m00,0Hm38,3H
m27,0Hm66,34H
4
1ii
4
3
2
1
Análise da Solução
A perda de carga no anel não é zero;
Necessário mudar o fluxo ao longo do anel
No sentido horário o fluxo é muito grande ( perda de carga é positiva)
Reduzir o fluxo no sentido horário para reduzir a perda de carga
Técnicas para solução
Usar o solver ( Excel ) para encontrar a mudança no fluxo que que produzirá uma perda de carga igual a zero no anel
Usar um software de análise de redes
L D H Q0 Q0+∆Q NovoH Delta Q
200 0.25 34.66 0.32 0.320 34.66 0.0
100 0.25 0.27 0.04 0.040 0.27200 0.25 -3.38 -0.1 -0.100 -3.38100 0.25 0.00 0 0.000 0.00
31.543Soma perda carga
Solução com planilha (Solver) Criar uma planilha como a apresentada abaixo Os números em azul são dados de entrada e as outras
células são equações Inicialmente Q=0 Use o “solver” para determinar a perda de carga igual a zero
alterando o valor de Q
A coluna Q0+Q contém o fluxo corrigido
A B
C D0,10 m3/s
0,32 m3/s 0,28 m3/s
0,14 m3/s
0,2140,106
0,2060,066
1
4 2
3
Solução
A rede de água deve ficar sempre em nível superior à rede de esgoto, e, quanto à localização é comum localizar a rede de água em um terço da rua e a rede de esgoto em outro.
Construção das Redes
Construção das Redes
O recobrimento das tubulações assentadas nas valas deve ser em camadas sucessivas de terra, de forma a absorver o impacto de cargas móveis.
Construção das Redes
Registros de manobra;
Registros de descarga;
Ventosas;
Hidrantes;
Válvulas redutoras de pressão.
Deve ser previsto a instalação de:
Materiais Usualmente Empregados
PVC linha soldável;
PVC linha PBA e Vinilfer (DEFOFO);
Ferro Fundido Dúctil revestido internamente com argamassa de cimento e areia;
Aço;
Polietileno de Alta Densidade (PEAD);
Fibra de vidro.
Ligações Domiciliares
Rede de drenagem
Ramal Predial
Instalação Predial
Perdas Físicas
Perdas Não-Físicas
Tipo de Perdas
Influi diretamente no faturamento da concessionária
Agrava o problema da escassez de água
Perdas Físicas por Subsistema: Origem e Magnitude
SUBSISTEMA ORIGEM MAGNITUDE Adução de Água Bruta
Vazamentos nas tubulações Limpeza do poço de sucção*
Variável, função do estado das tubulações e da eficiência operacional
Tratamento Vazamentos estruturais Lavagem de filtros* Descarga de lodo*
Significativa, função do estado das instalações e da eficiência operacional
Reservação Vazamentos estruturais Extravasamentos Limpeza*
Variável, função do estado das instalações e da eficiência operacional
Adução de Água Tratada
Vazamentos nas tubulações Limpeza do poço de sucção* Descargas
Variável, função do estado das tubulações e da eficiência operacional
Distribuição Vazamentos na rede Vazamentos em ramais Descargas
Significativa, função do estado das tubulações e principalmente das pressões
Nota:* Considera-se perdido apenas o volume excedente ao necessário para operação.
Registros0,2% Tubos rachados
2,3%
Tubos perfurados12,9%
Tubos partidos13,6%
Hidrantes1,7%
Juntas0,9 %
União simples1,1%
Anéis1,1%
Pontos Frequentes de Vazamentos em Redes de Distribuição
Redução no tempo de reparo de vazamentos
Controle das Pressões
Setorização
Válvula Redutora de Pressão
Pesquisa de Vazamentos
Visíveis
Não Visíveis (Maior Urbanização)
Ações para Controle das Perdas Físicas
Gerenciamento da rede
Telemetria, Modelação Matemática,
Manutenção do Sistema
Medidas Preventivas
Boa Concepção do Sistema e da Qualidade das Instalações
Mecanismos de Controle e Testes Pré-Operacionais
Elaboração de Cadastros
Ações para Controle das Perdas Físicas
Ligações Clandestinas
Ligações Não-Hidrometradas
Hidrômetros Mal Ajustados
Ligações Inativas Reabertas
Erros de Leitura
Número de Economias Errados
Perdas Não-Físicas
Substituição de hidrômetros
Correção de hidrômetros inclinados
Controle das ligações inativas
Estudos e instalação de macromedição distrital
Propostas institucionais
Gestão de favelas e áreas invadidas
Ações para Controle das Perdas Não-Físicas
