Redes Hidráulicas - Dimensionamento de Rede de Distribuição de Água

PUCRS ESCOLA POLITÉCNICA Avaliação P2 Ausência Autorizada Disciplina Redes Hidráulicas Turma 030 Professor Renato Machado Semestre 2022I Nome do Aluno Notas 1 O Trabalho deverá ser desenvolvido e devolvido em PDF para avaliação até a data estabelecida não serão aceitas entregas posteriores 2 O peso da Avaliação P2 conforme informado deverá corresponder a 02G1 TRABALHO DE REDE DE DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUA 1 OBJETIVO O objetivo do trabalho é dimensionar as canalizações de uma rede de distribuição de água de um Núcleo habitacional unifamiliar 2 DADOS BÁSICOS A rede de distribuição em estudo é do tipo ramificada e deverá atender 71 lotes de ocupação unifamiliar e futura área de expansão Os dados de consumo necessários ao dimensionamento da rede são Consumo per capita q 180 Lhabdia Coeficiente do dia de maior consumo K1 125 Coeficiente da hora de maior consumo K2 15 Número de habitantes por economialote n 5 Hablote Vazão de expansão futura considerar no Nó P4 Qexp 38 Ls A seguir estão listados todos os dados básicos que serão utilizados no trabalho 1 RESERVATÓRIO que deverá atender a rede de distribuição de água está localizado na cota mais alta da área em Estudo e apresenta nível dágua na cota 64650 m 2 O material da rede será de PVC rígido eou DEFoFo sendo o coeficiente de rugosidade C da equação de HazenWilliams igual a 150 3 O comprimento dos trechos entre Nós e as Cotas do Terreno dos Nós estão relacionados na Tabela 1 TABELA 1 Dados de Entrada TRECHO COMPRIMENTO m COTA DO TERRENO m MONTANTE JUSANTE ResP6 5 63800 63900 P6P5 79 63900 63400 P5P4 64 63400 63750 P5P1 243 63400 61830 P4P3 216 63750 62600 P3P2 33 62600 62100 A Figura 1 representa esquematicamente o sistema de distribuição de água FIGURA 1 Rede de Distribuição Ramificada 3 DIMENSIONAMENTO O método de dimensionamento será o tradicionalmente aplicado para redes de distribuição ramificada com determinação das vazões por lote e os diâmetros dos trechos em função da vazão máxima conforme Tabela 2 Apresentar o cálculo das pressões nos Nós a partir do Ponto de Tomada dágua Reservatório utilizando os dados obtidos na planilha de vazões Na sequência apresentar o cálculo da capacidade necessária do reservatório Na Tabela 2 estão os valores máximos de Vazão e Velocidade em função do Diâmetro Nominal DN TABELA 2 Velocidades e Vazões Máximas 4 APRESENTAÇÃO No relatório de apresentação deve constar o desenvolvimento de cálculo detalhado digitado em Word e os resultados do cálculo em tabelas 1 OBJETIVO O objetivo do trabalho é dimensionar as canalizações de uma rede de distribuição de água de um Núcleo habitacional unifamiliar 2 DADOS BÁSICOS A rede de distribuição em estudo é do tipo ramificada e deverá atender 71 lotes de ocupação unifamiliar e futura área de expansão Os dados de consumo necessários ao dimensionamento da rede são Consumo per capita q 180 Lhabdia Coeficiente do dia de maior consumo K1 125 Coeficiente da hora de maior consumo K2 15 Número de habitantes por economialote n 5 Hablote Vazão de expansão futura considerar no Nó P4 Qexp 38 Ls A seguir estão listados todos os dados básicos que serão utilizados no trabalho RESERVATÓRIO que deverá atender a rede de distribuição de água está localizado na cota mais alta da área em Estudo e apresenta nível dágua na cota 64650 m O material da rede será de PVC rígido eou DEFoFo sendo o coeficiente de rugosidade C da equação de HazenWilliams igual a 150 O comprimento dos trechos entre Nós e as Cotas do Terreno dos Nós estão relacionados na Tabela 1 TABELA 1 Dados de Entrada A Figura 1 representa esquematicamente o sistema de distribuição de água FIGURA 1 Rede de Distribuição Ramificada 3 Dimensionamento O método de dimensionamento será o tradicionalmente aplicado para redes de distribuição ramificada com determinação das vazões por lote e os diâmetros dos trechos em função da vazão máxima conforme Tabela 2 Na Tabela 2 estão os valores máximos de Vazão e Velocidade em função do Diâmetro Nominal DN TABELA 2 Velocidades e Vazões Máximas Além das condições de pressão é necessário para o dimensionamento de uma rede de distribuição de água respeitar as pressões sendo a pressão mínima de 10 mca e a pressão máxima de 50 mca portanto primeiramente faremos os cálculos para as condições apresentadas no sistema veremos se ela atende essas condições Portanto tendo em vista essas condições temos o seguinte dimensionamento para rede em estudo apresentado na Tabela 3 Tabela 3 Dimensionamento da Rede Mont Jus Jusante Em marcha Montante Vazão Montante Jusante Montante Jusante RES P6 5 5176 0011 5187 5187 100 0660 646500 0022 646478 638000 639000 8500 7478 P6 P5 79 1205 0171 1376 1376 75 0311 646478 0121 646357 639000 634000 7478 12357 P5 P4 64 0540 0139 0678 0678 50 0345 646357 0191 646165 634000 637500 12357 8665 P5 P1 243 0000 0527 0527 0527 50 0268 646357 0455 645902 634000 618300 12357 27602 P4 P3 216 0072 0468 0540 0540 50 0275 646165 0423 645742 637500 626000 8665 19742 P3 P2 33 0000 0072 0072 0072 50 0036 645742 0002 645741 626000 621000 19742 24741 640 Cota Terreno Pressão disponível m Cota piezométrica a jusante m Diâmetro mm Velocidade ms Cota piezométrica a montante m Perda de Carga total m Comprimento m Vazão Ls Trecho Comprimento Total Notase que as pressões nos pontos 65 e 4 não atendem a condição de pressão mínima para solucionar isso sugerese que faça a elevação do reservatório para que o ponto 6 que apresenta a menor pressão tenha a pressão mínima de 10 mca Para isso é necessário que o reservatório seja elevado 2522 m 10 7478 apresentando o nível dágua na cota de 649022m Em seguida calculou a capacidade necessária do reservatório para com as considerações fornecidas no livro do Azevedo Netto volume de um reservatório suspenso deve ter 15 do volume distribuído no período de 24 horas estamos considerando o volume da expansão de 38 Ls e um volume para combate a incêndio de 250 m³ Partindo desse pressuposto temos Volume1 5 44813225033962m ³ Portanto a capacidade do reservatório para atender essas condições é de 33962 m³ 4 Apresentação Primeiramente para o processo de dimensionamento da rede é necessário calcular a vazão total e em seguida a vazão unitárias que são calculadas com auxílio das equações 1 e 2 Qt K 1K 2q P 86400 1 quQt L 2 Sendo P População atendida nesse caso é igual a 71x5 355 habitantes Logo temos que Qt125150180355 86400 1387 Ls 1 quQt L 1387 640 00022 L s m 2 Temos diversas formas de calcular a perda de carga para o presente trabalho utilizou se a equação 3 de HazenWilliams que normalmente é a mais utilizada para projetos de rede de distribuição hp10643Q 1 85 C 185 D 487 L 3 Onde hp Perda de carga total m Q Vazão m³s D Diâmetro interno da canalização m L Comprimento do trecho m C Coeficiente de Rugosidade Partindo disso podese calcular as pressões disponíveis nos nós sendo a pressão disponível igual a cota piezométrica menos a cota do terreno partiuse da cota do nível dágua do reservatório 64650 m e a partir dele podese calcular a pressão disponível tanto a montante que é 64650 63800 850 mca e a pressão a jusante que é calculada sendo a pressão disponível a montante menos a perda de carga Cota piezométrico a jusante Nível piezométrico a montante do trecho Perda de carga do trecho Pressão disponível a montante Cota piezométrica a montante do trecho Cota do terreno a montante do Trecho Pressão disponível a jusante Cota piezométrica a jusante do trecho Cota do terreno a jusante do trecho Para a vazões sabese que nos finais de rede a vazão é 0 portanto fazemos o caminho inverso partimos da jusante e calculamos a vazão da montante essa que é a vazão em marcha equação 4 Vazão de montante Portanto partindo desses conhecimentos dimensionando os diâmetros com auxílio da Tabela 1 foi possível obter as pressões apresentada na tabela 2