Análise e Dimensionamento de Redes de Distribuição de Água

UNIVERSIDADE FEDERAL DE PELOTAS UFPEL CENTRO DE ENGENHARIAS CENG DISCIPLINA SISTEMAS URBANOS DE ÁGUA REDE DE DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUA PARTE 2 Prof Hugo Alexandre Soares Guedes Email hugoguedesufpeledubr Website wpufpeledubrhugoguedes 2º semestre de 2018 Nas aulas anteriores Tipos de rede tubulação principal e secundária Tipos de rede topologia ramificadas malhadas ou mistas Traçado Concepção definição de setores e zonas de pressão Vazões para dimensionamento Critérios análise e dimensionamento Dimensionamento de redes ramificadas Análise e Dimensionamento de Redes uma rede é representada por um conjunto de nós e trechos para cada nó equação da continuidade para cada trecho perda de carga associada na simulação devese determinar as pressões em cada nó e as vazões em cada trecho no dimensionamento os diâmetros classes e materiais também devem ser determinadas atendendo critérios de projeto e minimização de custos Análise e Dimensionamento de Redes em redes ramificadas o cálculo é sequencial Análise e Dimensionamento de Redes Fonte ALEM SOBRINHO CONTRERA 2013 Método Orientado aos Anéis Fonte ALEM SOBRINHO CONTRERA 2013 em um nó qualquer de rede a soma algébrica das vazões é igual a zero Método Orientado aos Anéis Fonte ALEM SOBRINHO CONTRERA 2013 em um circuito fechado ou anel qualquer da rede a soma algébrica das perdas de carga é igual a zero Método Orientado aos Anéis Fonte ALEM SOBRINHO CONTRERA 2013 no exemplo com 7 nós 8 trechos e 2 anéis podemos resolver o sistema não linear com 15 equações conhecida a distribuição de vazões o cálculo é sequencial como em redes ramificadas uma distribuição inicial de vazões que atenda a equação da continuidade em todos os nós poderia ser corrigido por um Q em cada anel No exemplo apresentado resultaria um sistema não linear com apenas 2 equações uma para cada anel podem ser utilizados métodos iterativos baseados na correção de vazões nos anéis um anel em cada iteração Método Orientado aos Anéis Fonte ALEM SOBRINHO CONTRERA 2013 Método Orientado aos Anéis Fonte ALEM SOBRINHO CONTRERA 2013 Para a norma NBR 122181994 da ABNT o dimensionamento das redes em malha deve ser realizado por métodos de cálculo iterativos que garantem resíduos máximos de vazão de 01 ls Método de HardyCross No método de HardyCross 1936 a compensação das vazões é feita anel por anel existe uma modalidade orientada à correção das cargas iterativamente H rQb Observações e hipótese a perda de carga em cada trecho é na forma H rQb Q é pequeno comparado a vazão Q em cada trecho do anel a aproximação da correção resulta da expansão de H em série binômio de Newton e de desconsiderar o terceiro termo em diante Q H b H Q Método de HardyCross Fonte ALEM SOBRINHO CONTRERA 2013 Quanto melhor a solução inicial de distribuição de vazões mais rápida é a convergência Como fazer podemos excluir um trecho em cada anel Q 0 calculando as vazões como em uma rede ramificada Método de HardyCross Fonte ALEM SOBRINHO CONTRERA 2013 Outro exemplo excluindo diferentes trechos em cada anel Q 0 e calculando as vazões como em uma rede ramificada Método de HardyCross Fonte ALEM SOBRINHO CONTRERA 2013 Outro exemplo com distribuição arbitrária procurando dividir de maneira mais homogênea as vazões na rede Método de HardyCross Fonte ALEM SOBRINHO CONTRERA 2013 Solução final após as correções das vazões na rede HIJQIJ Fonte ALEM SOBRINHO CONTRERA 2013 A diferença de carga entre os nós inicial I e final J de um trecho deve considerar também a presença de outros equipamentos perdas distribuídas perdas localizadas bombas centrífugas válvulas redutoras de pressão etc EXEMPLO DE DIMENSIONAMENTO Considerando a rede principal de abastecimento de água apresentada na figura e os dados na tabela faça o dimensionamento da rede determinando os diâmetros e as pressões EXEMPLO DE DIMENSIONAMENTO Solução 1 Delimitação da área atendida Pela Figura a área já está delimitada 2 Estudo demográfico da área Dado fornecido 3 Estudo da localização do reservatório setorização e zoneamento piezométrico A posição do reservatório foi fornecida Podese considerar um único setor de distribuição e uma única zona piezométrica EXEMPLO DE DIMENSIONAMENTO Solução 4 Traçado da rede principal Os dois anéis estão representados na figura fornecida 5 Localização de nós Estão apresentados na planta obedecendose os critérios de 600 m no máximo de distância entre os nós Assim resultam nos números de 1 a 7 6 Determinação das áreas de influências dos nós Os valores das áreas de influência estão tabelados EXEMPLO DE DIMENSIONAMENTO Condições a serem atendidas EXEMPLO DE DIMENSIONAMENTO Cálculo do diâmetro EXEMPLO DE DIMENSIONAMENTO Tabela de dimensionamento EXEMPLO DE DIMENSIONAMENTO Tabela de dimensionamento EXEMPLO DE DIMENSIONAMENTO Resultado após 4 iterações ALEN SOBRINHO P CONTRERA RC Redes de Distribuição de Água 22 Apresentação da disciplina Saneamento II São Paulo Escola Politécnica da Universidade de São Paulo Acesso em 09112013 REFERÊNCIAS