Hidráulica Geral (ESA024A)

Transcrição

1 Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental Hidráulica Geral (ESA024A) 2º semestre 2014 Terças de 10 às 12 h Quintas de 08 às 10h

2 Redes de Distribuição de Água Conceito -Conjunto de condutos interligados destinados a distribuir água ao longo do seu percurso; - Exemplos:Redes de abastecimento de água - Redes de irrigação

3 a) Rede Ramificada Classificação Caracteriza-se por apresentar uma tubulação principal com várias derivações; Utilizada geralmente em pequenos sistemas de abastecimento. Exemplos: Espinha de Peixe Grelha INCONVENIENTE Dependência das derivações em relação ao duto principal. Qualquer interrupção pontual, acidental ou para manutenção, paralisa todo o abastecimento de água a jusante do local da intervenção.

4 Classificação CARACTERÍSTICA VAZÕES UNIFORMEMENTE DISTRIBUÍDAS NOS TRECHOS: VAZÃO EM MARCHA qm Q L ONDE: qm = vazão em marcha [m 3 /sm] Q = Vazão total da rede [m 3 /sm] L = Comprimento da rede Espinha de Peixe

5 Classificação b) Redes em Anéis (ou Malhadas) Reduz os inconvenientes de interrupções no fornecimento de água devido a manutenções, pois o escoamento se mantém por outros caminhos em função da justaposição dos módulos. Exemplo:

6 Rede Ramificada (Sequência de Cálculo) 1. Numerar os trechos de jusante para montante; 2. Determinar o comprimento de cada trecho (L), medido em planta, em metros (m); 3. Determinar a vazão de jusante do trecho (Q J ), em litros por segundo (l/s); 4. Determinar a vazão de distribuição (Q D ) no trecho (l/s); 5. Determinar a vazão de montante (Q M ) do trecho (l/s); 6. Determinar a vazão fictícia (Q F ) do trecho (l/s); 7. Determinar o diâmetro (mm) do conduto, com base na tabela de prédimensionamento de canalizações; OBS: Utilizar a vazão de Montante (Q M ) 8. Calcular a velocidade média de escoamento no trecho (m/s); Q D = q m.l Q M = Q J + Q D Q F = (Q M + Q J )/2 U = Q M /A OBS: Utilizar a vazão de montante (Q M ) em m 3 /s.

7 Rede Ramificada (Sequência de Cálculo) 9. Calcular a perda de carga total no trecho (m); OBS: Utilizar Hazen Willians ou Fórmula Universal; Utilizar a Vazão Fictícia (Q F ). 10. Inserir o valor de pressão conhecido em algum ponto da rede. Normalmente se estabelece um ponto da rede cuja pressão mínima deva ser respeitada; OBS: Com o valor da pressão (P) conhecida no ponto e a cota do terreno (CT), obtida em planta topográfica, determina-se a cota piezométrica do ponto (CP). 11. Determinar a cota piezométrica de montante do trecho (CP M ), em metros; CP M = CP J + hf 12. Determinar a pressão disponível de jusante e de montante, em metros. P J = CP J CT J P M = CP M CT M

8 Tabela de Pré-dimensionamento (Tubos PVC) DN DE (mm) DI (mm) U máx (m/s) Q máx (l/s) ,6 0,68 1, ,2 0,72 3, ,0 0,75 5, ,4 0,83 16, ,2 0,91 29, ,0 0,98 48, ,8 1,05 74, ,6 1,19 145, ,4 1,33 251,0

9 Problema III.4 (Cap. III-10) Dimensionar a rede de distribuição cujo esquema é mostrado a seguir e calcular as pressões disponíveis nos nós, considerando: 1. Trecho R5 virgem; 2. Consumo concentrado no nó 1 4 l/s; 3. Diâmetro mínimo para a rede 50 mm; 4. Coeficiente de perda de carga C = 100; 5. Cota do nível da água no reservatório 500 m; 6. Consumo percapita q = 200 l/hab.dia; 7. População atendida = 821 habitantes.

10 Dimensionamento de Redes Malhadas Considera-se que as vazões que saem das tubulações estejam concentradas nos nós Centros de consumo das áreas de influência dos módulos. Considera-se a vazão entre dois nós consecutivos UNIFORME. Deve-se pré-determinar as vazões em cada trecho da rede, de maneira a realizar o EQUILÍBRIO HIDRÁULICO DO ANEL, considerando-se: PRINCÍPIO DA CONTINUIDADE PRINCÍPIO DA CONSERVAÇÃO DA ENERGIA

11 1º) Princípio da Continuidade A soma das vazões que chegam ao nó é igual à soma da vazões que dele saem. Logo: Q 1 = Q 2 + Q 5 + q a

12 Prof. Homero Soarees 2º) Princípio da Conservação da Energia A soma das perdas de carga nos condutos que formam o anel é zero. Atribui-se à perda de carga o mesmo sentido da vazão (convenção: sentido horário positivo)

13 2º) Princípio (Continuação) As equações SQ=0 e SDh=0 formam um sistema de equações não lineares, onde a solução é alcançada através do método interativo MÉTODO DE HARDY- CROSS ou do balanço de energia. Se: DQ 0,1L / s E Shf 0,05 mca Rede equilibrada NBR12218/94

14 Problema III.5 (p CIII-14 verso) Na rede de distribuição mostrada a seguir, determine os diâmetros, equilibre as vazões nos trechos do anel e calcule as pressões disponíveis nos nós da rede, sabendo-se que o NA do reservatório está na cota 100 m. As tubulações são de Ferro Fundido (C = 100).

15 Problema III.6 (p CIII-18A) a) Dimensionar a rede em anel apresentada a seguir, sabendo-se que: Material da rede é de Ferro Fundido Novo (C = 130) Pressão mínima na rede = 15 mca Cotas: A = 234,0 m; B = 230,0 m; C = 222,0 m; D = 231,0 m Erro de Fechamento (admissível) = 0,05 m b) Pede-se também determinar o NA do reservatório.

16 Problema III.7 (p CIII-16 verso) Determinar a vazão que passa em cada trecho do anel da re de distribuição esquematizada a seguir, considerando o coeficiente de perda de carga da fórmula universal f = 0,025.