Adutoras · 2013-05-28 · Gravidade em Conduto Forçado O escoamento se dá entre um nível...
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INTRODUÇÃO
Adutoras são canalizações que conduzem água para as unidades que precedem a rede de distribuição
Ramificações: subadutoras
CLASSIFICAÇÃO DE ADUTORAS
Quanto à natureza da água transportada
Adutora de água bruta (AAB)
Adutora de água tratada (AAT)
Quanto à energia para a movimentação da água
Por gravidade Conduto forçado
Conduto livre
Por recalque
Mista
ADUTORA SEGUNDO A NATUREZA DA ÁGUA
AAB AAT AAT
POR GRAVIDADE EM CONDUTO FORÇADO
POR GRAVIDADE EM CONDUTO LIVRE
POR RECALQUE
VAZÕES DE DIMENSIONAMENTO
Horizonte de projeto Vida útil da obra Evolução da demanda Custo Flexibilidade de ampliação
Demanda
Período de funcionamento Períodos inferiores a 24 horas
Intervalos para manutenção Em casos de recalque, fugir do horário de ponta
ETAesp CQPqK
Q ).86400
( 11 espQ
PqKQ
86400
12
AAB AAT
HIDRÁULICA DE ADUTORAS Condutos livres
Fórmula de Manning
Onde: Q= vazão, m3/s
n= rugosidade
A= área molhada, m2
RH= raio hidráulico, m
I= declividade, m/m
21
321
IARn
Q H
Material dos condutos n de Manning
Cerâmico 0,013
Concreto 0,013
PVC 0,010
Ferro fundido com revestimento 0,012
Ferro fundido sem revestimento 0,013
Cimento amianto 0,011
Aço soldado 0,011
Poliéster, polietileno 0,011
HIDRÁULICA DE ADUTORAS Condutos forçados
Fórmula Universal
Fórmula de Hazen-Williams
Perdas localizadas
Onde: Dh= perda de carga, m
f=fator de fricção
L=comprimento da adutora, m
V=velocidade do escoamento, m/s
D=diâmetro, m
g=aceleração da gravidade, m/s2
Q=vazão, m3/s
C=Coeficiente de rugosidade
K=coeficiente que depende da singularidade
vDR
RD
f
g
V
D
Lfh
9,010
2
74,5
7,3log
25,0
2
LDCQh 87,485,185,165,10
g
VKhL
2
2
DIMENSIONAMENTO HIDRÁULICO - Gravidade
Custos da tubulação e de seu assentamento
Determinação do diâmetro é conduzido pelo máximo aproveitamento da seção do tubo e pela altura geométrica
Parâmetros para o cálculo Vazão
Velocidade
Perda de carga unitária
Diâmetro
DIMENSIONAMENTO HIDRÁULICO – Gravidade em Conduto Forçado
O escoamento se dá entre um nível d’água mais elevado e um mais baixo
Dh= cota do NA1-cota do NA2
Geralmente, se conhece Q e se busca dimensionar D
Dispõe-se de equação de perda de carga e da continuidade
Para determinar D é preciso fixar Dh ou V
Vmín= 0,5 m/s
Vmáx varia de 4,00 a 6,0 m/s, mas não deve ultrapassar 3,00 m/s
LDCQh 87,485,185,165,10 g
V
D
Lfh
2
2
VD
VAQ4
.2
DIMENSIONAMENTO HIDRÁULICO – Gravidade em Conduto Forçado
APLICAÇÃO
Dimensionar uma adutora com 357 m de comprimento que irá interligar o Reservatório de água tratada da ETA (Cota 57,0m) e o reservatório de distribuição (Cota 22,50). A vazão a ser aduzida é Q=16,87 l/s. O material a ser utilizado será o PVC (C=140).
Dh= 57,0-22,50=24.50
mmD
D
LDCQh
100091,0
357..140.01687,0.65,1050,24
65,10
87,485,185,1
87,485,185,1
smV
V
VD
VAQ
/15,2
4
1,0.01687,0
4.
2
2
TRAÇADO
Preferir áreas públicas
Evitar terrenos rochosos e pantanosos
Quando a inclinação for maior que 25%, usar blocos de ancoragem
Evitar trechos horizontais
A linha piezométrica deve, em qualquer situação de operação, estar acima da geratriz superior do tubo
TRAÇADO E A POSIÇÃO DO PLANO DE CARGA E A LINHA PIEZOMÉTRICA
Abaixo da LPE em toda a extensão
Coincide com a LPE
Acima da LPE, mas abaixo da LPA
Corta a LPE e o PCE, mas fica abaixo da LPA
Abaixo da LPE em toda a extensão
Toda a adutora está submetida a uma pressão positiva
A perda de carga total é igual ao desnível geométrico entre os níveis d’água nos reservatórios
Coincide com a LPE
Escoamento em conduto livre
Acima da LPE, mas abaixo da LPA
Pressão absoluta entre A e B inferior à pressão atmosférica
Escoamento irregular por causa de acúmulo de ar com formação de bolsas e redução de vazão
Nesses casos, não é recomendável a instalação de ventosa
Corta a LPE e o PCE, mas fica abaixo da LPA
Funcionamento como sifão, exigindo escorva sempre que houver entrada de ar
DIMENSIONAMENTO HIDRÁULICO - Recalque
O diâmetro de uma adutora por recalque é hidraulicamente indeterminado
Para uma mesma vazão, diminuindo-se o diâmetro do tubo, aumenta-se a potência da bomba e vice versa
Geralmente são conhecidos: Vazão
Comprimento
Desnível a ser vencido
Material da adutora
DIMENSIONAMENTO HIDRÁULICO - Recalque
A escolha do diâmetro é feita levando-se em conta aspectos econômico-financeiros, escolhendo-se o diâmetro que leva ao mínimo custo global
Diâmetro econômico
QKDEco .
0,9 < K* < 1,4 e é comum se usar K* = 1,3
QnDEco
25,0.587,0
Para instalações que funcionam menos de 24 horas por dia:
MATERIAIS
Tubos metálicos
Aço
Ferro fundido dúctil
Tubos não metálicos
PVC
Poliéster reforçado com fibra de vidro
Concreto
Cimento amianto
Polietileno de alta densidade
BOMBAS CENTRÍFUGAS
POSIÇÃO DA BOMBA EM RELAÇÃO AO NÍVEL D’ÁGUA
ESQUEMA HIDRÁULICO
CURVA DE DESEMPENHO
Exemplo
A EEAB vai bombear água da captação para a ETA que está a 3.000 m de distância. A cota do
nível d’água na captação é de 12,00 m e na entrada da ETA, 20,00m. A vazão aduzida será de 2,8 L/s. Dimensione o diâmetro da adutora e escolha a bomba necessária considerando
um comprimento equivalente no barrilete igual a 600xD. Indique o ponto de trabalho real.
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
0 2 4 6 8 10 12 14
Sistema
Bomba
VÁLVULA DE RETENÇÃO
VÁLVULA DE PÉ COM CRIVO
ACESSÓRIOS
Remoção de ar
Durante o enchimento
Remoção hidráulica
Remoção mecânica
Descarga
DESCARGA DE ADUTORAS
São colocadas nos pontos baixos e tem as seguintes funções:
Durante a pré operação para limpeza e desinfecção
Esgotamento em caso de manutenção
Remoção de sólidos que decantam nos pontos baixos
Esgotamento total em casos de inspeção
LOCALIZAÇÃO DE DESCARGAS E VENTOSAS
INSTALAÇÃO DE VENTOSAS
INSTALAÇÃO DE DESCARGAS
O reservatório de distribuição deverá ser alimentado a partir da ETA que está a 3.100 m de distância. A cota do nível d’água na ETA é de 312,00 m e no reservatório, 334,00m. A
vazão aduzida será de 69,40 L/s. Dimensione o diâmetro da adutora e escolha a bomba
necessária considerando uma perda no barrilete de 1,20m. Calcule a potência no eixo
e a energia consumida em um ano.
EXERCÍCIO
ROTEIRO A adutora será por recalque.
QDeco .3,1
12 NANAHg
LCDQH f ....65,10 85,187,485,1
fg HHAMT