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Redes de Distribuição de Água Aula 18. Exemplo 6.2 A rede de tubulação representada na figura serve a um sistema de irrigação por aspersão e a uma colônia.

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1 Redes de Distribuição de Água Aula 18

2 Exemplo 6.2 A 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 90 0. 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 100m 4” q=0,010 l/ s.m 4” 80m 60m 2 1/2” 20m40m 3” 2 1/2” 5,0 0,0 2 1/2” A B C G E D F

3 Exemplo 6.2 Trata-se de um problema de verificação!! TrechoDiâmetroVazão(l/s)J(m/100m)  H(m) A-B4”=(7+6)/2=1,57. 10 4 Q 1,85 =1,411,41 B-C4”6=1,57. 10 4 Q 1,85 =1,220,97 C-G2 1/2” 2,0=1,89. 10 5 Q 1,85 =1,921,15 X- C.P logo após a bomba

4 Exemplo 6.2 C.P na entrada da bomba: Comprimento equivalente:(265+28,5)*0,1=29,35m

5 Exemplo 6.2 Altura total de elevação H é igual à diferença de C.P antes e após a bomba Pot. BombaAcréscimo motor elétrico Até 2hp50% 2 a 5hp30% Motor elétrico comercial 5 hp

6 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. Q1Q1 QdQd Q3Q3 Nó Q4Q4 Q2Q2 A B CDQ4Q4 Q3Q3 Q1Q1 Q2Q2 QBQB QAQA QDQD QCQC +

7 Método de Hardy Cross Q a = vazão hipotética  Q= correção de vazão

8 Método de Hardy Cross

9 Exemplo Encontre 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 D 0,10 m 3 /s 0,32 m 3 /s 0,28 m 3 /s 0,14 m 3 /s 200 m 100 m

10 A B CD Exemplo Adote a vazão para cada trecho A vazão de entrada e saída em cada nó deve ser igual. arbitrário 0,32 m 3 /s0,28 m 3 /s 0,32 0,00 0,10 m 3 /s 0,10 0,04 0,14 m 3 /s

11 A B CD 0,10 m 3 /s 0,32 m 3 /s 0,28 m 3 /s 0,14 m 3 /s 1 4 2 3 sentido horário(+) Cálculo da Perda de Carga

12 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

13 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 Q 0 +  Q contém o fluxo corrigido

14 A B C D 0,10 m 3 /s 0,32 m 3 /s 0,28 m 3 /s 0,14 m 3 /s 0,214 0,106 0,206 0,066 1 4 2 3 Solução

15 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

16 O recobrimento das tubulações assentadas nas valas deve ser em camadas sucessivas de terra, de forma a absorver o impacto de cargas móveis.

17 Construção das Redes  Registros de manobra;  Registros de descarga;  Ventosas;  Hidrantes;  Válvulas redutoras de pressão. Deve ser previsto a instalação de:

18 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.

19 Ligações Domiciliares Rede de drenagem Ramal Predial Instalação Predial

20 Perdas Físicas Perdas Não-Físicas Tipo de Perdas Influi diretamente no faturamento da concessionária Agrava o problema da escassez de água

21 Perdas Físicas por Subsistema: Origem e Magnitude Nota:* Considera-se perdido apenas o volume excedente ao necessário para operação.

22 Registros 0,2% Tubos rachados 2,3% Tubos perfurados 12,9% Tubos partidos 13,6% Hidrantes 1,7% Juntas 0,9 % União simples 1,1% Anéis 1,1% Pontos Frequentes de Vazamentos em Redes de Distribuição

23  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

24  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

25 Ligações Clandestinas Ligações Não-Hidrometradas Hidrômetros Mal Ajustados Ligações Inativas Reabertas Erros de Leitura Número de Economias Errados Perdas Não-Físicas

26  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


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