Dimensionamento de Condutos Forçados

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HIDRÁULICA
Dimensionamento de 
condutos forçados em 
software
Prof. Me. Renan Borelli Galvão
• Unidade de Ensino: 2
• Competência da Unidade: Resolver problemas envolvendo hidráulica de condutos
forçados em software EPANET.
• Resumo: Aplicar conceitos aprendidos sobre escoamento em condutos forçados na
resolução de problemas de hidráulica em software computacional.
• Palavras-chave: Condutos forçados, Dimensionamento, EPANET.
• Título da Teleaula: Dimensionamento de condutos forçados
em software
• Teleaula nº: 01
• Resolução de problemas 
de hidráulica em 
software EPANET
Objetivos
• Conhecer as principais ferramentas do software EPANET, utilizado do 
dimensionamento de condutos forçados;
• Aplicar os conceitos de hidráulica de condutos forçados em problemas 
de engenharia;
• Desenvolver habilidades de uso de softwares de dimensionamento 
hidráulico.
Atividade
• Cálculo de tubulação entre dois reservatórios através do EPANET;
• Laboratório de Hidráulica da Universidade Federal Fluminense (HidroUFF) –
Profs. Gabriel Nascimento e Elson Nascimento.
• Ferramentas:
• Computador;
• Software EPANET.
Fonte: https://bit.ly/390xAiF ; https://bit.ly/3fqlGSe
EPANET
• Métodos numéricos aplicados em ferramentas computacionais 
vem transformando as práticas de cálculo de engenharia em 
todas as áreas;
• Hidráulica → equações implícitas como a de Colebrooke-White e 
Manning impossibilitam a solução analítica de problemas, como 
a determinação da vazão de equilíbrio na ligação entre dois 
reservatórios;
• Práticas tradicionais baseadas em soluções aproximadas, 
fórmulas empíricas restritas ou ábacos e tabelas.
EPANET
• So wares → possível calcular o escoamento forçado 
em tubulações ou aberto em canais, tanto em regime 
permanente quanto transitório;
• Cálculos se tornaram mais precisos e mais rápidos → 
análises mais completas de sistemas hidráulicos e 
dimensionamento de projetos mais eficientes;
• Agência de Proteção Ambiental dos EUA (EPA –
Environmental Protection Agency) → EPANET.
EPANET
• EPANET → so ware de domínio público; pode ser 
utilizados, livremente, tanto para fins acadêmicos 
quanto comerciais;
• Versão original (em inglês) → download em 
www.epa.gov;
• Laboratório de Eficiência Energética e Hidráulica em 
Saneamento (ENHS) da UFPB (versão em português) → 
download em www.lenhs.ct.ufpb.br.
Dimensionamento 
tubulação entre 
dois reservatórios
Atividade 1 – Cálculo de tubulação entre dois 
reservatórios
• 1 – Componentes físicos:
• Nós: Utilizados para união de trechos;
• Principais parâmetros: cota e o consumo base;
• Podem representar dispositivos do tipo orifício, cujo 
consumo nodal é função da pressão (ex.: aspersores, 
sprinklers e torneiras);
• Rede deve possuir, no mínimo, um nó para que a 
simulação seja executada. 
Atividade 1 – Cálculo de tubulação entre dois 
reservatórios
• 1 – Componentes físicos:
• RNF (Reservatórios de nível fixo): Condição de 
contorno da rede que possui um N.A. constante;
• RNV (Reservatórios de nível variado): Condição de 
contorno da rede que possui um N.A. variável;
• Trechos: Componentes que representam as 
tubulações, definidos entre nós ou entre um nó e um 
outro componente (ex.: reservatório). Principais 
parâmetros: comprimento, diâmetro e rugosidade.
Atividade 1 – Cálculo de tubulação entre dois 
reservatórios
• 2 – Fórmula de perda de carga:
• Menu Projeto -> Opções de simulação
• H-W: Hazen-Williams
• D-W: Darcy-Weisbach (utilizar esta equação)
• C-M: Chezy-Manning
Atividade 1 – Cálculo de tubulação entre dois 
reservatórios
• Fórmula implica no significado do parâmetro 
“Rugosidade” dos trechos:
• Se H-W, o parâmetro será o coeficiente C; se D-W, será ;
• No caso da equação D-W, o fator de atrito é calculado:
se < 2000 (laminar), pela equação = 64⁄ ;
• se > 4000 (turbulento), pela equação de Swamee-Jain 
(aproximação de Colebroke-White); e
• se 2000 < < 4000 (transição), é feita uma interpolação cúbica do 
diagrama (ábaco) de Moody entre a reta laminar e as curvas do 
regim turbulento. 
Atividade 1 – Cálculo de tubulação entre dois 
reservatórios
• 3 – Enunciado
A ligação entre dois reservatórios abertos, cujos níveis d’água diferem em 10 m é feita através de
uma tubulação de 6” de diâmetro em aço soldado liso (ε = 0,10 mm). O comprimento da tubulação é
410 m, existindo as seguintes singularidades/acessórios:
- entrada na tubulação em aresta viva Ke = 0,40;
- dois cotovelos 90° raio curto, Kc = 0,80 (cada);
- entrada no reservatório inferior, Ks = 1,0.
Determine a vazão transportada em regime permanente.
Procedimentos