1.12 Rede de Condutos

Basicamente dois tipos: redes ramificadas e redes malhadas

Redes Ramificadas

Espinhas de peixe

Grelha

Nas redes ramificadas, a circulação da água tem sentido único.

Redes Malhadas

Nas malhadas, os condutos principais formam circuitos, ou anéis. Esse tipo de rede apresenta maior eficiência, pois a circulação da água pode efetuar-se em ambos os sentidos dos condutos.

Vazão de distribuição

]ms

[L86400

KQPqm

a) Para redes ramificadas, considera-se a vazão por metro linear de conduto.

qm = vazão de distribuição em marchaK = coeficiente de reforço (engloba hora e período de maior consumo)P = população a ser abastecida

]kms

[A86400

KQPq 2

d

P = população a ser abastecidaQ = consumo per capita em litros por diaL = comprimento total da rede

b) Para redes malhadas a vazão de distribuição refere-se a área a ser servida pela rede.

qd = vazão de distribuiçãoA = área abrangida pela rede em km2

Dimensionamento das redes ramificadas

Emprega-se planilhas de cálculo.

Exemplo 1: Parte do sistema de distribuição de água de uma certa cidade estáesquematizado abaixo. Organize a respectiva planilha. Adote C = 100. Dados:NA = 987,5 m R = 985,5 m (fundo) A = 975,5 m B = 971,0 mE = 967 m F = 963,5 m G = 960,7 m H = 957,42 mI = 952,19 m

J [m/m] hf [m] Montante Jusante Montante Jusante Montante Jusante

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

RA 10 25 250 0,51 0,0020 0,02 987,5 987,48 985,5 975,5 2,00 11,98

AB 240 25 250 0,51 0,0020 0,47 987,48 987,01 975,5 971,0 11,98 16,01

BE 80 23 200 0,73 0,0050 0,40 987,01 986,61 971,0 967,0 16,01 19,61

EF 80 17 200 0,54 0,0029 0,23 986,61 986,38 967,0 963,5 19,61 22,88

FG 150 13 150 0,74 0,0071 1,06 986,38 985,31 963,5 960,7 22,88 24,61

GH 120 10 150 0,57 0,0044 0,52 985,31 984,79 960,7 957,4 24,61 27,37

HI 200 5 100 0,64 0,0087 1,74 984,79 983,05 957,4 952,2 27,37 30,86

Cota piezometrica Cota do terreno Pressão Disponível [m]Perda de carga

Trecho Comprimento Q [L/s] D [mm] V [m/s]

Como preencher as colunas:Como preencher as colunas:Colunas 1,2 e 3: elementos tirados da figura e dos dados fornecidos; a coluna 3preenche-se de baixo para cima em função das vazões.Coluna 4: com as vazões fornecidas na coluna 3, consulta-se a tabela de velocidades evazões máximas acima. D5,16,0Vmáx

D Vmax Qmáxl/s

25 0,64 0,3

50 0,68 1,3

75 0,71 3,1

100 0,75 5,9

150 0,83 14,6

200 0,90 28,3

250 0,98 47,8

2D

Q4v

87,485,1

85,1

DC

Q641,10J

LJhf

Coluna 6: perda de carga calculada pela fórmula de Hazen-Williams

Coluna 7: perda de carga distribuída total

Coluna 5: velocidade calculada pela equação da continuidade

Coluna 8 e 9: cota piezométrica inicial menos a perda de carga da coluna 7.

Coluna 10 e 11: preenchida com os dados fornecidos das cotas dos terrenos.

Coluna 12: Coluna 8 menos coluna 10 (cota piezométrica – cota do terreno)

Coluna 13: Coluna 9 menos coluna 11 (cota piezométrica – cota do terreno)

Dimensionamento das redes malhadas

Utiliza-se o método de Hardy-Cross. É um método de tentativas diretas em que valores são arbitrados previamente para as vazões. O método fundamenta-se nas seguintes considerações:a) em cada nó da rede (convergência de três ou mais tubulações), a soma algébrica das vazões é nula.

0QQQQQ d3241

As vazões que chegam ao nó são positivas, e as que saem são negativas.

b) em um circuito fechado (anel) a soma algébrica das perdas de carga é nula.

0hhhh 4321

0hhhh 2765

)nócadaem(0Q

)anelcadaem(0h

Anel I =>

Anel II =>

Portanto:

Sendo conhecidos (adotados) os comprimentos e diâmetros e utilizando Hazen-Willians ouDarcy Waisbach , as perdas podem ser calculadas por:

87,485,1

85,1

fDC

LQ641,10h

5

2

52

2

fD

Qf0826,0

Dg

LQf8h

0Q

Supondo-se também conhecidas as posições dos pontos de carregamento (pontos onde aágua entra ou sai da rede) e seus respectivos valores.

Quando satisfeito 0h e o cálculo está pronto.0Q Quando satisfeito 0h e o cálculo está pronto.

0h

Q

h

hQ

85,1

Geralmente na 1ª tentativa

Então se aplica uma vazão corretiva Q definida por:

Exemplo 2: Equilibre o anel da figura. Adote C = 100.

Exemplo 3: Equilibre o anel da figura. Adote C = 100.

trecho D (m) L (m) Qo (m3/s) ho (m) ho / Qo Dqo Q1 h1 h1 / Q1 DQ1 Q2 (l/s)

ABEF 0,3 1520 0,07 8,292 118,5 -0,0012 0,0688 8,039 116,8 0,0000 68,8

AHGF 0,2 915 0,03 7,500 250,0 0,0012 0,0312 8,046 258,2 0,0000 31,2

C= 100 Soma 0,792 368,5 -0,007 375,0 100,0

trecho D (m) L (m) Qo (m3/s) ho (m) ho / Qo Dqo Q1 h1 h1 / Q1 DQ1 Q2 (l/s)

AB 0,25 2000 0,04 9,416 235,4 -0,0029 0,0371 8,192 220,8 0,0000 37,1

BE 0,2 1000 0,02 3,871 193,6 -0,0029 0,0171 2,898 169,5 0,0000 17,1

EF 0,25 2000 0,03 5,530 184,3 0,0029 0,0329 6,559 199,4 0,0000 32,9

FA 0,3 1000 0,06 4,102 68,4 0,0029 0,0629 4,476 71,2 0,0000 62,9

C= 100 Soma 3,655 681,7 0,056 660,8 100,0