Projeto de Implantação de Sistema de Abastecimento de Água em Mineiros-GO - Dimensionamento de Calha Parshall e Misturador

CENTRO UNIVERSITÁRIO DE GOIÁS UNIGOIÁS PRÓREITORIA DE ENSINO PRESENCIAL PROEP SUPERVISÃO DA ÁREA DE PESQUISA CIENTÍFICA SAPC CURSO DE ENGENHARIA CIVIL SISTEMA DE ABATECIMENTO DE ÁGUA E DRENAGEM PROJETO DE IMPLANTAÇÃO DO SISTEMA DE ABASTECIMENTO NA CIDADE DE MINEIROS GO ANA PAULA RAMOS JONATHAN CAMARGO MILENY MOURA GOIÂNIA Setembro2022 CALHA PARSHALL COMO MISTURADOR RÁPIDO O ressalto hidráulico produz uma dissipação de energia bastante significativa e aliada ao estreitamento da garganta W do Parshall favorece a uma distribuição mais homogênea do coagulante sendo indicado como uma boa estrutura para funcionamento como unidade de mistura rápida Para que uma calha Parshall seja eficiente deve se projetálo de modo que o ressalto hidráulico ocorra imediatamente a jusante de sua garganta como pode ser observado na imagem abaixo Imagem 01 Calha Parshall Fonte Google 2022 A Calha Parshall será calculada através de fórmulas para descobrir a dimensão de cada componente de sua estrutura CAMERA DE CHEGADA Qprod 37458 Ls 0374 m³s Velocidade 10 ms Tempo usual 50s Volume da câmara de chegada Vol Qprod x t Vol 0374 m³s x 50s Vol 187 m³ Volume b x Hc x L adotar b2m e Hc1m 187 2 x 1 x L L 935m Adotar 10m DIMENSIONAMENTO DA CALHA PARSHALL Utilizando a nossa vazão de 0374 m³s e a nossa velocidade de 10 ms Q v x A A 0374 m³s 10 ms A 0374 m² A b x h h 0374 2 H1 019 m Para o dimensionamento da Calha Parshall foi utilizado a tabela abaixo para encontrarmos o valor de W largura de garganta através da nossa vazão de 0374 m³s Como a nossa vazão é de 0374 m³s o nosso W adotado será de 244m 96 Q 22 x W x H0 32 H0 32 0374 22 x 244 H0 32 018m W 244 96 As dimensões da nossa Calha Parshall em mm conforme a tabela de dimensões padronizadas serão as seguintes A 2440mm 244m B 2392mm 239m C 2745mm 275m D 3400mm 340m E 915 mm 0915m F 610 mm 0610 m G 915 mm 0915m K 76 mm 0076m N 229mm 0229m MISTURADOR LENTO Depois de passado no misturador rápido essa água passa para o misturador lento A água na superfície já começa fazer a aglutinação dos sólidos Assegura o tempo necessário às reações e as condições para a constituição formação desenvolvimento e agregação dos flocos CHICANAS A água adentra as chicanas começando a agregar e formar espumas para depois passar no decantador DIMENSIONAMENTO DO MISTURADOR LENTO V 025 Tempo de detenção 10 a 20 Separação mínima entre as chicanas fixas é de 045 45 cm d A profundidade dos floculadores varia entre 25 a 40 O espaço livre entre as extremidades das Chicanas deve ser igual a 15 vezes o espaço entre Chicanas 15d E 15d D maior ou 045m DADOS Vazão do Projeto 0374 Tempo de detecção 20 minutos Ponto A ao Ponto B Velocidade de escoamento nos canais 25 cms Espaçamento da Chicana 075m Largura do Floculador 6m Coeficiente de rugosidade de Manningn que é a perda de energia da água ao raspar as paredes de concreto 0012 Viscosidade cinemáticav que é a viscosidade da água dentro do fluxo do movimento turbulento 106 m2s CÁLCULO DA SUPERFÍCIE DO FLOCULADOR S Área do floculador Q Vazão de produção V Velocidade de escoamento nos canais SQ V S 0374025 S 149 m CÁLCULO DA PROFUNDIDADE DA SEÇÃO DE ESCOAMENTO S eh H 149075 H 198 m DISTÂNCIA PERCORRIDA PELA ÁGUA NO FLOCULADOR L VTDH TDH Tempo de detenção L 025 2060 L 300 m Significa que a partícula de água que vai do ponto A ao ponto B vai percorrer na Chicana 300 metros na estrutura LARGURA ÚTIL DO FLOCULADOR COMPRIMENTO DA CHICANA LU 6 15 e LU 4875 NÚMERO DE CHICANAS NECESSÁRIAS N L LU N 3004875 N 615 N 62 Chicanas DETERMINAÇÃO DO COMPRIMENTO DE CADA CÂMARA Primeiramente dividir em 2 Câmaras C31075 C2325 METROS CÁLCULO DA PERDA DECARGAS hf 3V 2g hf 3025 2 298 hf 00096 m PERDA DE CARGA TOTAL NOS CANAIS Hf 62100096 Hf 0585 m PERDA DE CARGA DISTRIBUÍDA hdistLN 2V 2 Rh ¾ rh 075198 1982075 Rh 0315 H dist 3000012 2025 2 0315 43 Hdist 0032 metros PERDA DE CARGA TOTAL Htotal 0585 003279 H total 0617 metros CÁLCULO DO GRADIENTE HIDRÁULICO Graizquadradade ghtotalvTDH G 98106171062060 G 71 segundos Devolvida em qui 29 de set 1338 5 SAAD Envio da Etapa 5 DESARENADOR Vence 20 de setembro de 2022 às 2300 Instruções Prezados graduandos de Engenharia Civil utilizem esse link para envio da etapa 5 referente ao dimensionamento do desarenador para seu projeto de Sistema de Abastecimento de Água Envio Individual Vale até 15 pontos Prazo até 20092022 as 2300 horas Bons estudos Materiais de referência httpsformsofficecomPagesRe formsofficecom Meu trabalho Reservatório sistema de abas Anexo Novo Comentários Não calculou desarenador Entregou arquivo com algum textual de alguma coisa de algo de desarenador Dimensionamento de reservatório o que é isto cálculo de vazão A etapa era desarenador Nota 0 Pontos Sem pontos Olá aqui é a Letícia sua Guru Tudo bem Bom aqui está o seu trabalho eu estou enviando o arquivo Word com comentários que você deve excluir antes de enviar para o professor os cálculos feitos e as ilustrações de referência peço desculpas caso não esteja todo alinhado mas eu verifiquei todas as contas expliquei todos os pontos novos e preferi não fazer os desenhos no AutoCAD pois vi que você usou fotos de referência então eu coloquei também Fiz os cálculos da caixa de areia e da calha Parshall e chequei os seus cálculos para todo o final do tratamento a razão do seu professor ter zerado foi você não ter colocado na sequência correta e não ter considerado os 4 de perdas para a rede desde o início então eu troquei isso Por fim caso você precise de mais alguma coisa pode entrar em contato pela plataforma que eu auxílio Sendo assim quaisquer dúvidas ou solicitações pode enviar em até 7 dias para mim pelo chat ou pelo suporte da plataforma espero que esteja do seu agrado e que você consiga uma boa nota por favor verifique se faltou algum detalhe e se você entendeu tudo Não se esqueça da avaliação do Guru coloque junto com o comentário sua cor favorita se você leu até aqui e deu tudo certo com o seu pedido Bons estudos CENTRO UNIVERSITÁRIO DE GOIÁS UNIGOIÁS PRÓREITORIA DE ENSINO PRESENCIAL PROEP SUPERVISÃO DA ÁREA DE PESQUISA CIENTÍFICA SAPC CURSO DE ENGENHARIA CIVIL SISTEMA DE ABATECIMENTO DE ÁGUA E DRENAGEM PROJETO DE IMPLANTAÇÃO DO SISTEMA DE ABASTECIMENTO NA CIDADE DE MINEIROS GO ANA PAULA RAMOS JONATHAN CAMARGO MILENY MOURA GOIÂNIA Setembro2022 CÂMARA DE CHEGADA Dados fornecidos Vazão de chegada 37458 Ls 37458 1000 0375 m³s Qprod Adotando a perda de 4 temos que a Vazão de chegada com as perdas Qf Qprod x 1 0960375 x 1 096 0391m 3s Velocidade 10 ms Tempo usual 50 s t Volume da Câmara de Chegada Volume de água que entra na câmara Qf x t 0391 x501955 m³ b Largura da base de entrada da câmara Adotando 2 m pois o mínimo é de 060 m Hc Altura da câmara Adotando 1 m L Comprimento da câmara Volume da câmara Vc b x Hc x L 1955 2 x 1 x L L 1955 2 9775m³ Adotando 10m CÁLCULO DA GRADE PNB589 Para vazões maiores que 300 ls sugerese que o canal seja mais estreito e se alargue perto da grade assim vamos calcular as medidas dessa grade que filtra elementos físicos Largura mínima de grade 060 Vamos usar este valor para chegar a um valor maior mais para frente atendendo aos requisitos da norma Velocidade máxima na grade Vgr 060 ms De acordo com a norma Lâmina mínima H 050 m Para os períodos de estiagem ou seca Espaçamento entre as barras e 004 m Escolhido de acordo com a tabela abaixo pela norma e fornecedor sendo assim a grade Média Espessura das barras de ferro t 001 m Escolhido de acordo com a tabela abaixo em conjunto com o tipo de espaçamento Seção útil de escoamento da grade Sμnx e x H Número de espaços na grade n Qf Sμ xVgrn x e xVgr x H 0391n x004 x 06 x050 n3258espa ços 33espa ç os Lt Comprimento da grade Ltn1tn e Lt331 00133004 Lt166m Lt 060 m portanto está de acordo com o exigido Adotandose o número inteiro 2 m Vc Velocidade de escoamento no canal V cQf Sc V c 0391 2 x 050V c0391ms Correto pois Vc 030 ms mínimo Nova grade Ltn1 xt n xe2n1 x001n x 004n40espa ç os Sμnx e x H Sμ40x 004 x 050Sμ080m ² V cQf Sc V c0391 08 V c049ms Como a velocidade na grade é menor que 060 ms então está correto Para a grade 50 obstruída Vgrade 2 x Vc 2 x 049 098 ms A perda de carga será H fK x ⅇ t x sin β x V 2 2 g H f242 x 004 001 x sin60 x 098 2 2 x980 H f 0411m Nessas ocasiões se desejarse que a lâmina mínima na caixa de areia continue sendo de 050 m terá de se realizar um rebaixo de 0411 m após a grade ou fazer a tomada de água com 080 m para descontar a perda de carga CAIXAS DE AREIA OU DESARENADOR Deve haver no mínimo duas unidades sendo uma de reserva para casos de manutenção além de serem dimensionadas para a vazão máxima a ser aduzida Considerar Taxa de sedimentação de 020 m³dia a 080 m³dia Devem reter partículas de diâmetro 020 mm Vazão final do sistema 0391 m³s Número de câmaras 2 Vazão de cada câmara 0391 m³s pois uma é reserva Hcx Altura da caixa vamos adotar a altura de lâmina mínima dágua 050 m Velocidade mínima de escoamento na caixa V 030 ms B Q H cx V B 0391 050 x 030B261m Adotando B 300 m de modo que facilite para o acesso e a limpeza V cx Q f H x BV cx 0391 050 x300V cx0261m s Logo calculase a largura da caixa de areia Lcx150 x H x V v Lcx150x 0 50 x 0261 0021 Lcx9321m Logo adotase a largura da caixa de areia como 1000 m A taxa superficial será Qs Qf Bx x Lcx Q s0391x 86400 300x 1000 Q s112608 m 3 m 2 xdia Como Qs é menor que 1200 m³m² dia então não precisamos recalcular a largura da caixa de areia e podemos dizer que atende as necessidades da norma Para profundidade mínima da caixa temos que Pcx Qf B xV Pcx 0391 3 x 030 Pcx04344 m Nós adotamos como mínimo 05 e como Pcx é menor que o valor adotado então a altura atende as necessidades DIMENSIONAMENTO DA CALHA PARSHALL Para o dimensionamento da Calha Parshall foi utilizado a tabela acima para encontrar o valor de W largura de garganta através da vazão de projeto de 0391 m³s ou melhor 391 ls Devese escolher o valor de vazão na tabela maior que o de projeto Assim o W adotado será de 305 cm e 1 Equação de Descarga Ha K xQ n Ha1276 x 0391 0657 Ha0689m Largura na seção de medida Segundo os dados da tabela D 2 3 DW W 2 3 84 5305 305 D 665cm Velocidade na Seção VaQ A Q DHa 0391 0665 x 0689Va0854m Energia total disponível EaHa Va 2 2x g N Ea0689 0854 2 2 x98 0229 Ea0955m Ângulo fictício θ cos θ g x Q w x 067 x g x Ea 3 2 cos θ 98 x 0391 305 x 067 x 98 x0955 3 2 cos θ 08001θ14314 Velocidade da água no início do ressalto V 12 xcos θ 3 x2 x g x Ea 3 12 V 12 xcos 14314 3 x 2 x98 x0955 3 12 V1 3361 ms Altura de água no início do ressalto Eay 1 V 1² 2g 0955y1 3361² 2x 98 y1 0379 m Número de Froude Fr1 V 1 g x y 1 Fr1 3361 98 x0379 Fr1 1744 y 3 y1 2 x18 x Fr 1 21 y 3 0379 2 x18x 1744 21 y3 0764 m Profundidade no final do trecho divergente y 2y 3NK y 2076402290076 y2 0611 m Velocidade no final do trecho divergente V 2Qf A V 2 Qf y 2x CV 2 0391 0611 x 061V 21049ms Perda de carga no ressalto hidráulico HaNy 3H 068902290764 H H0154 m Tempo de residência médio no trecho divergente θhGparshall Vm θh Gparshall V 1V 2 2 θh 0915 33611049 2 θh042s Gradiente de velocidade G γΔH µθh G 9720x 0154 1225x 10 3 x042 G1706s 1 MISTURADOR LENTO Depois de passado no misturador rápido essa água passa para o misturador lento A água na superfície já começa fazer a aglutinação dos sólidos Assegura o tempo necessário às reações e as condições para a constituição formação desenvolvimento e agregação dos flocos CHICANAS A água adentra as chicanas começando a agregar e formar espumas para depois passar no decantador Dimensionamento Do Misturador Lento V 025 Tempo de detenção 10 a 20 Separação mínima entre as chicanas fixas é de 045 45 cm d A profundidade dos floculadores varia entre 25 a 40 O espaço livre entre as extremidades das Chicanas deve ser igual a 15 vezes o espaço entre chicanas 15d E 15d D maior ou 045m DADOS Vazão do Projeto 0391 Tempo de detecção 20 minutos Ponto A ao Ponto B Velocidade de escoamento nos canais 25 cms Espaçamento da Chicana 075m Largura do Floculador 6m Coeficiente de rugosidade de Manningn que é a perda de energia da água ao raspar as paredes de concreto 0012 Viscosidade cinemáticav que é a viscosidade da água dentro do fluxo do movimento turbulento 106 m2s CÁLCULO DA SUPERFÍCIE DO FLOCULADOR S Área do floculador Q Vazão de produção V Velocidade de escoamento nos canais SQ V S 0391025 S 1564 m CÁLCULO DA PROFUNDIDADE DA SEÇÃO DE ESCOAMENTO S eh H 1564075 H 210 m DISTÂNCIA PERCORRIDA PELA ÁGUA NO FLOCULADOR L VTDH TDH Tempo de detenção L 025 2060 L 300 m Significa que a partícula de água que vai do ponto A ao ponto B vai percorrer na Chicana 300 metros na estrutura LARGURA ÚTIL DO FLOCULADOR COMPRIMENTO DA CHICANA LU 6 15 e LU 4875 NÚMERO DE CHICANAS NECESSÁRIAS N L LU N 3004875 N 615 N 62 Chicanas DETERMINAÇÃO DO COMPRIMENTO DE CADA CÂMARA Primeiramente dividir em 2 Câmaras C31075 C2325 METROS CÁLCULO DA PERDA DECARGAS hf 3V 2g hf 3025 2 298 hf 00096 m PERDA DE CARGA TOTAL NOS CANAIS Hf 62100096 Hf 0585 m PERDA DE CARGA DISTRIBUÍDA hdistLN 2V 2 Rh ¾ rh 075198 1982075 Rh 0315 H dist 3000012 2025 2 0315 43 Hdist 0032 metros PERDA DE CARGA TOTAL Htotal 0585 003279 H total 0617 metros CÁLCULO DO GRADIENTE HIDRÁULICO Graizquadradade ghtotalvTDH G 98106171062060 G 71 segundos