redes de distribuição de Água
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Redes de Distribuição de Água. Aula 18. Exemplo 6.2. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
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Redes de Distribuição de Água
Aula 18
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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
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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
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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
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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
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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
+
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Método de Hardy Cross
Qa= vazão hipotética
Q= correção de vazão
QQQ a
0QQ1KQQQaKKQH
n
a
na
nn
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Método de Hardy Cross
0...QQ
!2)1n(n
QQ1KQ
aa
na
QKQnKQ 1na
na
a
a
a
ana
na
QHn
HQ/KQn
KQQ
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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.
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Construção das Redes
Registros de manobra;
Registros de descarga;
Ventosas;
Hidrantes;
Válvulas redutoras de pressão.
Deve ser previsto a instalação de:
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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.
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Ligações Domiciliares
Rede de drenagem
Ramal Predial
Instalação Predial
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Perdas Físicas
Perdas Não-Físicas
Tipo de Perdas
Influi diretamente no faturamento da concessionária
Agrava o problema da escassez de água
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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.
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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
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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
![Page 24: Redes de Distribuição de Água](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022042516/56814b99550346895db879a6/html5/thumbnails/24.jpg)
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
![Page 25: Redes de Distribuição de Água](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022042516/56814b99550346895db879a6/html5/thumbnails/25.jpg)
Ligações Clandestinas
Ligações Não-Hidrometradas
Hidrômetros Mal Ajustados
Ligações Inativas Reabertas
Erros de Leitura
Número de Economias Errados
Perdas Não-Físicas
![Page 26: Redes de Distribuição de Água](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022042516/56814b99550346895db879a6/html5/thumbnails/26.jpg)
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