Hidráulica 1 – SHS0409

1 Hidr ulica 1 SHS0409 HIDR ULICA DOS CONDUTOS FOR ADOS Redes de Distribui o de gua - Redes Ramificadas (Aula 16) SHS 409- Hidr ulica de Condutos For ados CONTE DO AULA 16 16/06/14 Redes de distribui o de gua Redes de distribui o (malhadas e ramificadas) Tipos de redes ( ) Vaz o de adu o e distribui o ( ) An lise hidr ulica de redes ( ) M todo de c lculo para dimensionamento de redes ( ) Aplica o: Exemplo e Exerc cio (livrinho) Desafios : Ex. e livro (rede ramificada) ManancialRede de Distribui oReservat rioCapta oEsta o de Tratamento de guaAdutora de gua tratadaAdutora de gua brutaEsta oelevat ria de gua bruta FONTE: Tsutiya (2005) REDES DE ABASTECIMENTO DE GUA Rede de distribui o: Entende-se por rede de distribui o o conjunto de pe as especiais destinadas a conduzir a gua at os pontos de tomada das instala es prediais, ou os pontos de consumo p blico, sempre de forma cont nua e segura.

2 Import ncia (pr ximo ao ponto consumo) Quantidade Regularidade Press o adequada Qualidade Portaria 2914/2011 Custo da Rede: 50 a 75% do custo total do sistema de abastecimento (Tsutiya, 2005) REDES DE ABASTECIMENTO DE GUA As redes s o consideradas pelo sentido de escoamento da gua nas tubula es secund rias Ramificada Malhada Rede de distribui o um sistema t pico de cidades que apresentam desenvolvimento linear pronunciado. Rede Ramificada Formato de Espinha de Peixe Reservat rio Reservat rio Rede Malhada em Anel Tubula o tronco Tubula o secund ria Adutora Reservat rio de montante Reservat rio Rede de distribui o Tubula o principal (tronco) Tubula o secund ria Adutora Reservat rio de jusante Reservat rio Rede de distribui o Ruas sem pavimenta o; Ruas com pavimenta o menos onerosa; Ruas de menor intensidade de tr nsito; O tra ado dos condutos deve considerar: Rede de distribui o Proximidade de grandes consumidores; Proximidade das reas e de edif cios que devem ser protegidos contra inc ndio.

3 O tra ado dos condutos deve considerar: Rede de distribui o TIPOS DE REDE Principal: conduto tronco (maior di metro) - abastecer as canaliza es secund rias Secund ria: abastece diretamente os pontos de consumo (menor di metro) Classifica o da tubula o principal Tra ado Rede Ramificada Malhada Mista espinha de peixe grelha an is blocos REDES DE ABASTECIMENTO DE GUA Tipos de Rede FONTE: Tsutiya (2005) Reservat rioPonta secaRede secund riaRede principalN TrechoRede ramificada Aplica es pr ticas limita es - REDES DE ABASTECIMENTO DE GUA FONTE: Tsutiya (2005) Rede ramificada Rede ramificada com tra ado em espinha de peixe Rede ramificada com tra ado em grelha REDES DE ABASTECIMENTO DE GUA Tipos de Rede FONTE: Tsutiya (2005) Rede malhada em an is Rede malhada Aplica es pr ticas vantagens - REDES DE ABASTECIMENTO DE GUA Tipos de Rede FONTE: Tsutiya (2005) Rede malhada Aplica es pr ticas vantagens (perdas) - Rede malhada em blocos FONTE: Tsutiya (2005) Tipos de Rede FONTE: Tsutiya (2005) Rede mista Reservat rioRede malhadaRede ramificadaREDES DE ABASTECIMENTO DE GUA Tubula es principais Devem formar circuitos fechados Devem ser direcionadas as zonas de maior demanda Localizadas em vias ou reas p blicas Vias sem pavimenta o, sem tr fego intenso, sem interfer ncias significativas, com solo adequado Tubula es secund rias Localiza o no passeio Comprimento m ximo de 600 m Devem formar rede malhada FONTE: Tsutiya (2005) REDES DE ABASTECIMENTO DE GUA DIMENSIONAMENTO DAS REDES An lise hidr ulica - considera es A.

4 VAZ ES de dimensionamento B. Par metros Dimensionamento 1) Di metro 2) Velocidade 3) Press o C lculo das Vaz es de distribui o Qd - Vaz o de distribui o (l/s); P Popula o a ser abastecida para o final de plano qm Consumo per-capita ( ); K1 - Coeficiente de m xima vaz o di ria; K2 Coeficiente de m xima vaz o hor ria; h- n mero de horas de funcionamento do sistema. C lculo da vaz o de distribui o (rede): C lculo da vaz o por metro linear de rede: q- vaz o por metro linear de rede (l/s x m); L comprimento total da rede (m); Qd - Vaz o de distribui o, l/s. =C lculo das Vaz es de adu o Qa - Vaz o de adu o (l/s); P Popula o a ser abastecida; qm Consumo per-capita ( ); K1 - Coeficiente de m xima vaz o di ria; h- n mero de horas de funcionamento do sistema. C lculo da vaz o de adu o (a montante de reservat rios de distribui o: capta o, bombeamento, adu o, tratamento e reserva o): =ManancialRede de Distribui oReservat rioCapta oEsta o de Tratamento de guaAdutora de gua tratadaAdutora de gua brutaEsta oelevat ria de gua bruta FONTE.

5 Tsutiya (2005) REDES DE ABASTECIMENTO DE GUA K1 K1 e K2 Consumo per capita efetivo nas capitais brasileiras Consumo per capita efetivo de gua ( ) Rio Branco Macap Manaus Bel m Porto Velho Boa Vista Macei Salvador Fortaleza S o Luis Jo o Pessoa Recife Terezina Aracaju Natal Bras lia Goi nia Cuiab Campo Grande Vit ria Belo Horizonte Rio de Janeiro S o Paulo Curitiba Porto Alegre Florian polis M dia RMSP 500 300 100 Coeficientes K1 e K2 Meses do ano Consumo ( ) Consumo m ximo m x1m dQKQ=Vaz o (l/s) Horas do dia Vaz o m xima Varia o do consumo do ano Varia o do consumo di rio m x2m dQKQ=Redes de Abastecimento de gua Dimensionamento das Redes An lise hidr ulica Equa o da continuidade Q = V x A Equa o da resist ncia H = r Qn gVDLfH = 2287,485,185,165,10 DCQLh = (Darcy-Weisbach) F rmula Emp rica de hazen -Williams Redes de Abastecimento de gua Dimensionamento das Redes An lise hidr ulica Equa o da continuidade Equa o da resist ncia H = r Qn gVDLfH = 2287,485,185,165,10 DCQLh = (Darcy-Weisbach) F rmula Emp rica de hazen -Williams NBR gVKhL = 22 Perda de carga localizada L/D > 1000 desprez vel Redes de Abastecimento de gua Dimensionamento das Redes An lise hidr ulica: Verifica o da capacidade m xima da rede existente Dimensionamento de rede An lise hidr ulica Equa o da continuidade Equa o da resist ncia H = KQn n=2,00 f rmula universal n=1,85 hazen -Williams Redes de Abastecimento de gua Dimensionamento das Redes 1) Di metro 2)Velocidade 3) Press o Dm n: 50mm (> 4 ) NBR (tubula es secund rias) B.

6 Par metros Dimensionamento 75 mm popula o de projeto 5000 habitantes. 100mm popula o de projeto > 5000 habitantes. 150mm abastecendo zonas comerciais ou zonas residenciais com densidade igual ou superior a 150 hab/km2. Di metro das Tubula es Principais O di metro interno m nimo 50 mm. Popula o<5000 hab. e quota per capita < admitido o uso de tubula o 50 mm (NB - 594/77) Di metro das Tubula es Secund rias Redes de Abastecimento de gua Dimensionamento das Redes 1) Di metro 2) Velocidade 3) Press o Recomenda o da norma europ ia NTF-IFA Popula o (hab)Tubula o secund ria (mm)Tubula o principal (mm)< 1000501001000 600075125> 6000100175 FONTE: Tsutiya (2005), adaptado de Gomes (2002) B. Par metros Dimensionamento Redes de Abastecimento de gua Dimensionamento das Redes Vm n: 0,6m/s Vm x: 3,5m/s NBR 1) Di metro 2) Velocidade 3) Press o Vm x= 0,60 + 1,5 D e Vm x=2,0m/s (Porto, 1998) Q = V x A ( D /4) gVDLfH = 22B.

7 Par metros Dimensionamento Analise Hidr ulica- Problemas verifica o dimensionamento Analise Hidr ulica- Problema 1 (verifica o) Problema de verifica o, que consiste em determinar as vaz es nos trechos e as cotas piezom tricas nos n s, para uma rede com di metros e comprimentos conhecidos. Este problema determinado e tem uma nica solu o. Analise Hidr ulica- Problema 2 (dimensionamento) Problema de determina o dos di metros, vaz es nos trechos e cotas piezom tricas nos n s, com condicionamento nas velocidades e press es. Este problema admite v rias solu es, podendo, por m, procurar-se a solu o de m nimo custo. 2,0m/sV e )m(D5,160,0)s/m(Vm xm x +=Analise Hidr ulica D(mm) Vm x Qm x 50 0,68 1,34 60 0,69 1,95 75 0,71 3,14 100 0,75 5,89 125 0,79 9,69 150 0,83 14,67 200 0,90 28,27 250 0,98 47,86 300 1,05 74,22 350 1,13 108,72 400 1,20 150,80 500 1,35 265,10 Tabela 173-Porto Redes de Abastecimento de gua Dimensionamento das Redes P din mica m nima: 100 kPa (10 mH2O) P est tica m xima: 500 kPa (50 mH2O) NBR 1) Di metro 2) Velocidade 3) Press o B.

8 Par metros Dimensionamento Reservat rio a montante da rede R piezom trica LP = LE LE: Linha de Energia (ou carga total) LCE: Linha de Carga Efetiva PX Carga de Press o Din mica Efetiva PZ Carga de Press o Din mica Absoluta = Pef+Patm PY Press o Hidrost tica / Press o est tica LCE Linha de Carga Efetiva (LP=LE) LCA Linha de Carga Absoluta (LCE + Pa/ ) PCE Plano de Carga Efetivo (NA no R1 superior) PCA Plano de Carga Absoluto (Patm local) A press o est tica m xima permitida em tubula es distribuidoras ser de (reduzir as perdas por vazamentos nas juntas das tubula es) e a press o din mica m nima ser de (NB-594/77). Zonas de Press o ESQUEMA DE ABASTECIMENTO DE GUA PARA ATENDER OS LIMITES DE PRESS O NA REDE FONTE: Tsutiya (2005). P din mica m nima: 100 kPa (10 mH2O P est tica m xima: 500 kPa (50 mH2O) NBR 1) Di metro 2) Velocidade 3) Press o B.

9 Par metros Dimensionamento ESQUEMA DE ABASTECIMENTO DE GUA PARA ATENDER AS DIVERSAS ZONAS DE PRESS O FONTE: Tsutiya (2005). Redes de Abastecimento de gua Dimensionamento das Redes C. M todos de Dimensionamento 1. Rede ramificada 2. Rede malhada Redes de Abastecimento de gua Dimensionamento das Redes C. M todos de Dimensionamento 1. Rede ramificada Seq ncia de c lculo para o dimensionamento Determina o das vaz es em cada trecho = Qfict cia Dimensionamento dos trechos perda de carga Verifica o das press es resultantes RRedes de Abastecimento de gua Dimensionamento das Redes 1. Rede ramificada Determina o das vaz es em cada trecho = Qfict cia Dimensionamento dos trechos perda de carga Verifica o das press es resultantes xqQQLqQQMxjM = += + = ==2030jMficjMficjficQQQQQQQQ se seLDQfhficf =520827,0 Redes Ramificadas-planilha de c lculo Coluna 1 N0 trecho os trechos da rede ou os n s devem ser numerados, com um crit rio racional, partindo do trecho mais afastado do reservat rio, que recebe o n mero 1; Coluna 2 Extens o L do trecho, em metros, medidos na planta topogr fica ou aerofotogram trica; Coluna 3 - Vaz o de jusante Qj, se na extremidade de um ramal (ponta seca) Qj=0.

10 Na extremidade de jusante de um trecho T qualquer, Qj= Qm dos trechos abastecidos por T; Coluna 4 Vaz o em marcha igual a , na qual q a vaz o unit ria de distribui o em marcha (l/( )). O valor de q constante para todos os trechos da rede e igual rela o entre a vaz o de distribui o e o comprimento total da rede, Li. Redes Ramificadas Coluna 5 Vaz o de montante do trecho Qm=Qj+qL; Coluna 6 Vaz o fict cia, 0Q se 3QQ ou 0Q se 2 QQQjmfjjmf== +=Coluna 7 Di metro D, determinado pela vaz o de montante do trecho; Coluna 8 Perda de carga unit ria J(m/100m), determinada para o di metro D e a vaz o fict cia Qf, calculada pela equa o de resist ncia adotada; Coluna 9 Perda de carga total no trecho, DH(m)= ; Coluna 10 e 11 - Cotas topogr ficas do terreno, obtidas na planta e relativas aos n s de montante e jusante do trecho; Redes Ramificadas Coluna 12 e 13 - Cotas piezom tricas de montante e jusante, determinadas a partir da cota piezom trica fixada para um ponto qualquer da rede, ou estabelece para o n vel d gua no reservat rio um valor gen rico X.