000 - 1 rede de distribuiÇÃo - ufsc.pdf

8/10/2019 000 - 1 REDE DE DISTRIBUIO - UFSC.pdf

1/22

UFSC - Universidade Federal de Santa Catarina

CTC - Centro TecnolgicoENS - Departamento de Engenharia

Sanitria e Ambiental

SaneamentoSaneamento

REDES DE DISTRIBUIREDES DE DISTRIBUIO DEO DE GUAGUA

Prof. FlProf. Flvio Rubensvio Rubens LapolliLapolliProf. Maria Eliza N.Prof. Maria Eliza N. HassemerHassemer


2/22

Exemplo 6.1Exemplo 6.1Dimensionar a rede de distribuio de gua de uma pequena comunidade, cuja

planta e topografia do terreno so mostrada a abaixo. Determinar a cota donvel dgua no reservatrio para que a mnima carga de presso dinmica na

rede seja 15m.c.a. Determine a mxima carga de presso esttica e a mxima

carga de presso dinmica na rede? P=2900hab, qm=150L/hab/dia, k1=1,25,

k2=1,5, f=0,026 e o trecho entre o reservatrio e o ponto A, onde inicia a rede

no ter distribuio em marcha. O sistema funcionar 24 h/d.

R

Adutora

1

400m

23

5

4200m 200m 150m 200m

150m

100m

4-1

150m

115 100 113 105 10095 85

120m

3-2

3-12-1

A


3/22

sLQ /44,986400

15029005,125,1=

=

m1270Lrede =Apartir de A

)./(0074,01270

44,9msL

L

Qq

rede

dL ===

Planilha Excel

Exemplo dimensionamento rede ramificadaExemplo dimensionamento rede ramificada


4/22

Redes Ramificadas

Coluna 1 N0 trecho os trechos da rede ou os ns devem ser numerados,

com um critrio racional, partindo do trecho mais afastado do reservatrio,

que recebe o nmero 1;

Coluna 2 Extenso L do trecho, em metros, medidos na planta topogrfica

ou aerofotogramtrica;


5/22

5

Redes Ramificadas

Coluna 3 - Vazo de jusante Qj

, se na extremidade de um ramal (ponta seca)

Qj=0. Na extremidade de jusante de um trecho T qualquer, Qj=Qm dos

trechos abastecidos por T;

Coluna 4 Vazo em marcha igual a q.L, na qual q a vazo unitria de

distribuio em marcha (L/s.m). O valor de q constante para todos ostrechos da rede e igual relao entre a vazo de distribuio e o

comprimento total da rede, Li.


6/22

6

Redes Ramificadas

Coluna 5 Vazo de montante do trecho Qm=Qj+qL;

Coluna 6 Vazo fictcia, 0Qse3

QQou0Qse

2

QQQ j

mfj

jm

f ==+

=

Coluna 7 Dimetro D, determinado pela vazo de montante do

trecho;D(mm)D(mm) VVmmxx QQmmxx

50 0,50 1,00

60 0,50 1,41


7/22

7

Redes Ramificadas

Coluna 8 Perda de carga unitria J(m/100m), determinada para o dimetro D

e a vazo fictcia Qf, calculada pela equao de resistncia adotada;

Coluna 9 Perda de carga total no trecho, DH(m)=J.L;

Coluna 10 e 11 - Cotas topogrficas do terreno, obtidas na planta e relativasaos ns de montante e jusante do trecho;

5

2

..0826,0D

QfJ= sendo f = 0,026

5

2

.002148,0D

QJ=

Exemplo: para Q fict. = 0,86 L/s J = 0,00214.[ (0,86/1000)2 / (0,06 5)] = 0,0020 m/mou 0,20 m/100m


8/22

8

Redes Ramificadas

Coluna 12 e 13 - Cotas piezomtricas de montante e jusante, determinadas a partir da

cota piezomtrica fixada para um ponto qualquer da rede, ou estabelece para o nveldgua no reservatrio um valor genrico X. A partir do nvel dgua X e com os valores

das perdas de carga nos trechos, todas as cotas piezomtricas dos ns podem ser

calculadas em funo de X;

R

Adutora 1

400m

23

5

4

200m 200m 150m 200m

150m

100m

4-1

150m

115 100 113 105 10095 85

120m

3-2

3-12-1

A

R

Adutora 1

400m

23

5

4

200m 200m 150m 200m

150m

100m

4-1

150m

115 100 113 105 10095 85

120m

3-2

3-12-1

A


9/22

9

Coluna 14 e 15 Cargas de presso disponvel em cada n, cota piezomtrica menos

cota do terreno, em funo de X. Para o ponto mais desfavorvel, iguala-se ao valor de15m.c.a, que a mnima carga de presso dinmica admitida no projeto.

Redes Ramificadas

R

Adutora 1

400m

23

5

4

200m 200m 150m 200m

15

0m

10

0m

4-1

150m

115 100 113 105 10095 85

120m

3-2

3-1 2-1

A

R

Adutora 1

400m

23

5

4

200m 200m 150m 200m

15

0m

10

0m

4-1

150m

115 100 113 105 10095 85

120m

3-2

3-1 2-1

A


10/22

10

R

Adutora 1

400m

23

5

4

200m 200m 150m 200m1

50m

100m

4-1

150m

115 100 113 105 10095 85

120m

3-2

3-1 2-1

A

R

Adutora 1

400m

23

5

4

200m 200m 150m 200m1

50m

100m

4-1

150m

115 100 113 105 10095 85

120m

3-2

3-1 2-1

A

VerificaVerificao da presso dinmica mo da presso dinmica mnimanimaPonto mais desfavorvel: a jusante dotrecho 4 (cota 113):X 116,55 = 15 m ou X = 131,55 mX = cota do nvel de guano reservatrio

VerificaVerificao da presso esto da presso esttica mtica mximaxima

Carga de presso esttica mxima (em relao aoponto mais baixo do terrenoPemx = 131,55 85 = 46,55 m.c.a

VerificaVerificao da presso dinmica mo da presso dinmica mximaximaPdmx = X 89,72 = 41,83 m.c.a

H (Trechos 1+2+3+4+5) = 4,724,72 + 85 = 89,72


11/22

Mtodo do seccionamento

Mtodo de clculos Iterativos

DIMENSIONAMENTO DAS REDES MALHADAS

MTODO DO SECCIONAMENTO FICTCIO

O seccionamento fictcio transforma, para efeitos de clculo, a redemalhada em ramificada.


12/22

DIMENSIONAMENTO DAS REDES MALHADAS

Mtodo de clculos Iterativos

Mtodo da correo de vazes (Hardy-Cross)

Ns

Fundamentos hidrulicos do mtodo

1) Em um n qualquer da rede, a soma algbricadas vazes nula, considerando (+) as vazesafluentes e (-) as efluentes. Considerando o n Ada Figura abaixo:

AQ1

Q2

Q3

Q4

Q1 Q2 Q3 + Q4 = 0


13/22

Dimensionamento de redes malhadas: Mtodo da correo de vazes ( Hardy-Cross)

2) Em um circuito fechado (ou anel) qualquer da rede, a soma algbrica das perdas de

carga nula, considerando-se (+) as perdas de carga coincidentes, e (-) as contrrias a umprefixado sentido de caminhamento no anel.

Q3 Q7

Q6

Q5


14/22


3) Para uma dada rede com dimetros conhecidos, as equaes:

Q = 0 em cada n

h = 0 em cada circuito

Exprimem as condies necessrias e suficientes para que a distribuio de vazes (e,assim as perdas de carga) prevista no clculo, ocorram quando a rede for posta em

funcionamento.

4) Para efeito de projeto, pode-se admitir, com preciso satisfatria, que a distribuio degua em marcha, seja substituda por tomadas localizadas em pontos fictcios isolados,adequadamente situados na canalizao

RR

Rede real com distribuio emmarcha: vazo varivel ao longo decada trecho

Rede assimilada real com distribuiolocalizada em pontos isolados: vazoconstante em cada trecho


15/22


16/22


5) A perda de carga total, ao longo de um trecho de comprimento Le dimetro D, por umavazo uniforme Q, pode ser expressa pela seguinte frmula geral:

h = K. Qn

Adotando a frmula de Hazen Williams:

( )85,1

87,485,1 ..

.2785,0

1. Q

D

L

CLJh ==

K

n= 1,85

O mtodo:a) Em cada anel da rede supe-se conhecido o fator K de cada trecho. Na frmula de H.W. supe-se

conhecidos: C, L e D de cada trecho;

b) Supe-se conhecidos os pontospontos de carregamento da rede: pontos de entrada (vindos de adutorasou reservatrios) e pontos de sada (isolados e distribuidores);

c) Supe-se conhecidos os valoresvalores de carregamento. Vazes fornecidas por reservatrios ouadutoras. Vazes de sadas da rede nos pontos isolados. OBSERVAO: Calcular a vazo dedistribuio em marcha, preferivelmente por unidade de rea abastecida (L/s.ha);

d) Partindo-se dos pontos de alimentao da rede, atribui-se uma vazo de escoamento a cada trecho,respeitando em cada n a condio: Q = 0;

e) Fixa-se, para efeito de clculo, um sentido de caminhamento nos anis. Calcula-se a perda decarga total, hf, em cada trecho de anel. Faz-se em cada anel o h = 0;


17/22


e) Se, em todos os anis for obtido: h = 0, ento a rede, posta em funcionamento, ter vazes nosseus diversos trechos, coincidente com o inicialmente imaginado;

f) Geralmente a primeira tentativa de distribuio de vazes conduz a h 0;

g) Faz-se a correo de vazo em cada trecho usando a expresso:

h) Repete-se o clculo das perdas de carga at obterh = valor aceitvel

R

EXEMPLO:Seja a rede de distribuio ao lado, comrea total At = 24,02 ha.

K1=1,25; K2=1,5; qm=200 L/hab.dia;P=20.000 hab.

Considere C=100, que corresponde aum conduto de Ferro Fundido com 25 a30 anos de uso.

rea de influncia dos pontos desangramento:

A=8,20 ha; B=5,20 Ha; C=4,80 ha;D=5,82 ha. (At = 24,02 ha ).

Resolver aplicando o mtodo de HC.

AB

DC

252m

293m

293

m

252m

Condutos secundrios

Anel

Q

hn

hQ

=


18/22

Dimensionamento de redes malhadas: Mtodo da correo de vazes (Hardy-Cross)

RAB

DC

252m

293m

293m

252m

sLPqKK

Q md /80,8686400

20000.200.5.1.25,1

86400

..2.1===

Vazo de distribuio (Qd)

Vazo unitria (qa)

qa = Qd / Atqa = 86,80 / 24,02qa = 3,613 L/s.ha

Vazes concentradas em cadaponto:

A 8,20 ha x 3,613 L/s.ha = 29,63 L/s

B 5,20 ha x 3,613 L/s.ha = 18,79 L/s

C 4,80 ha x 3,613 L/s.ha = 17,34 L/s

D 5,82 ha x 3,613 L/s.ha = 21,03 L/s

29,63 L/s

18,79 L/s

17,34 L/s 21,03 L/s

OBS: A distncia entre dois ns consecutivos de uma anel varia de 100 a 300 m, podendo ser maiorem casos justificados.


19/22


RAB

DC

252m

293m

293m

252m

29,63 L/s18,79 L/s

17,34 L/s 21,03 L/s

86,80 L/s28,585 L/s

28,585L/s

7,555 L/s

9,795

L/s

Arbitramos, inicialmente vazes iguais

(50% para cada lado) para os trechosAB e AD. Deste modo, cada trecho ter:(86,80 29,63)/2 = 28,585 L/s. Com asvazes, determinamos os dimetros pelatabela de limite de vazes (ou develocidade) para cada dimetro

comercial.

De posse das vazes dos trechos AB eAD, facilmente calcula-se as vazes dostrechos BC e CD (apenas subtraindo as

vazes dos pontos de sangramento B eD). A primeira distribuio fica assimdefinida e est esquematizada nodesenho ao lado.

Ver a TABELA

( )85,1

87,485,1 ..

.2785,0

1. Q

D

L

CLJh ==

K


20/22


( )85,1

87,485,1 ...2785,0

1

. QD

L

CLJh ==

K

Trecho AB h = 457,621.Q 1,85

Trecho BC h = 6402,9.Q 1,85Trecho CD h = 5506,93.Q 1,85

Trecho DA h = 532,07.Q 1,85

RAB

DC

252m

293m

293m

252m

29,63 L/s18,79 L/s

17,34 L/s 21,03 L/s

86,80 L/s28,585 L/s

28,585L/s

7,555 L/s

9,7

95L/s

RAB

DC

252m

293m

293m

252m

29,63 L/s18,79 L/s

17,34 L/s 21,03 L/s

86,80 L/s28,585 L/s

28,585L/s

7,555 L/s

9,7

95L/s

Qhn

hQ

=


21/22


RA B E

DC F

I II

Q2

caminhamentoadotado

Supondo:No trecho BC: Q2 inicial = 20 L/s1 compensao do anel I QI = -1,52 L/s1 compensao do anel II QII = 1,30 L/s

O trecho BC comum aos dois anis.Nesse caso a compensao deve ser feitapor superposio das correes parciais

Trecho BC do Anel I

QBC = + 20 + (-1,52) 1,30 = 17,18 L/s

Trecho CB do Anel II

QCB= - 20 + 1,30 (- 1,52) = -17,18 L/s


22/22

22

000 - 1 rede de distribuiÇÃo - ufsc.pdf

Documents