Redes de Distribuição de Água Aula 18

Exemplo 6.2 G B A F C D E 10,0 6,0 60m 5,0 80m 4” 5,0 20m 40m 100m 4,0 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 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. 10,0 G 6,0 60m 21/2” 5,0 80m 4” B 5,0 20m 40m 4” A 100m F C 3” D 21/2” 4,0 q=0,010l/s.m 0,0 21/2” E

Exemplo 6.2 Trata-se de um problema de verificação!! X- C.P logo após a bomba Trecho Diâmetro Vazão(l/s) J(m/100m) DH(m) A-B 4” =(7+6)/2 =1,57.104Q1,85=1,41 1,41 B-C 6 =1,57.104Q1,85=1,22 0,97 C-G 21/2” 2,0 =1,89.105Q1,85=1,92 1,15

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

Exemplo 6.2 Altura total de elevação H é igual à diferença de C.P antes e após a bomba Pot. Bomba Acréscimo motor elétrico Até 2hp 50% 2 a 5hp 30% Motor elétrico comercial 5 hp

Método de Hardy Cross Qd Q1 Nó Q4 Q2 As equações devem satisfazer as condições básicas para equilíbrio do sistema: Q3 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. Convenciona-se, preliminarmente: NÓ: sentido do escoamento para o nó como positivo; ANEL: sentido do escoamento horário como positivo. QA Q1 A B QB + Q3 Q2 QD D Q4 C QC

Método de Hardy Cross Qa= vazão hipotética DQ= correção de vazão

Método de Hardy Cross

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 0,28 m3/s 0,32 m3/s 100 m 0,10 m3/s 0,14 m3/s C D 200 m

Exemplo Adote a vazão para cada trecho A vazão de entrada e saída em cada nó deve ser igual. arbitrário A B 0,32 m3/s 0,28 m3/s 0,32 0,00 0,04 0,10 m3/s 0,14 m3/s C 0,10 D

Cálculo da Perda de Carga sentido horário(+) A B C D 0,10 m3/s 0,32 m3/s 0,28 m3/s 0,14 m3/s 1 4 2 3

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

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 DQ=0 Use o “solver” para determinar a perda de carga igual a zero alterando o valor de DQ A coluna Q0+DQ contém o fluxo corrigido

Solução B A 0,28 m3/s 0,32 m3/s 1 0,214 4 2 0,106 0,066 0,206 0,10 m3/s 0,14 m3/s 3 C D

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

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

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.

Ligações Domiciliares Rede de drenagem Ramal Predial Instalação Predial

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

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

Pontos Frequentes de Vazamentos em Redes de Distribuição 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

Ações para Controle das Perdas Físicas 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 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

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

Ações para Controle das Perdas Não-Físicas 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