Dimensionamento de Adutoras

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<p>ADUTORAS – Parte I</p><p>Prof. Gemael Barbosa Lima</p><p>Centro Universitário do Espírito Santo</p><p>- UNESC</p><p>Conteúdo</p><p> Introdução;</p><p> Classificação das Adutoras:</p><p>Quando à natureza da água transportada; e</p><p>Quanto a energia para a movimentação da água.</p><p> Vazão de Dimensionamento;</p><p>Horizonte de projeto;</p><p>Vazão de adução; e</p><p>Período de funcionamento de adução.</p><p>Conteúdo</p><p> Hidráulica para adutoras;</p><p>Equação gerais; e</p><p>Equação para cálculo das perdas de carga</p><p> Dimensionamento hidráulico:</p><p>Adutora por gravidade; e</p><p>Adutora por recalque.</p><p> Acessórios das adutoras.</p><p>Introdução</p><p> Conduzem água para as unidades que precede a rede de</p><p>distribuição;</p><p> Interligam – captação, estação de tratamento e</p><p>reservatório;</p><p> Em certos casos partem ramificações da adutora</p><p>principal – subadotoras;</p><p> Adutoras e subadutoras necessitam cuidados especiais –</p><p>projeto e implementação.</p><p>Classificação das Adutoras</p><p> Quanto à natureza da água transportada:</p><p>Adutora de água tratada: transportam água</p><p>tratada;</p><p>Adutora de água bruta: transportam água sem</p><p>tratamento;</p><p> Quanto à energia para a movimentação da água:</p><p>Adutora por gravidade: transporta água de uma</p><p>cota mais elevada para mais baixa;</p><p>Conduto forçado: pressão maior que atmosfera;</p><p>Conduto livre: sob pressão atmosfera;</p><p>Classificação das Adutoras</p><p>• Quanto à energia para a movimentação da água:</p><p>Adutora por recalque: transporta água de um</p><p>ponto para outro mais elevado;</p><p>Adutora mista: trechos por recalque e por</p><p>gravidade.</p><p>Vazão de Dimensionamento</p><p> Horizonte de projeto: de 20 a 50 anos;</p><p> Vazão de adução:</p><p>Figura 1: Vazões a serem veiculadas nas adutoras.</p><p>Vazão de Dimensionamento</p><p>(1)</p><p>(2)</p><p>(3)</p><p>Vazão de dimensionamento</p><p> Período de funcionamento da adução:</p><p>Adução por gravidade: 24 horas;</p><p>Adução por recalque: de 16 a 20 horas;</p><p>Hidráulica para Adutora</p><p> Equações Gerais:</p><p>Considera-se regime permanente e uniforme;</p><p>Equação de energia:</p><p>(4)</p><p>Onde:</p><p>z = carga de posição, m;</p><p>P1/γ = carga de pressão;</p><p>V2/2g = carga cinética, m;</p><p>Δh = perda de carga.</p><p>Dimensionamento Hidráulico</p><p>Equação da continuidade:</p><p>Q = V1 x A1 = V2 x A2 = V x A = constante (5)</p><p>Onde :</p><p>Q = vazão, m3/s;</p><p>V = velocidade média na seção, m/s;</p><p>A = área, m2.</p><p>Dimensionamento hidráulico</p><p>Equações de perda de carga (distribuída):</p><p>Condutos livres:</p><p>oEquação de Chézy (1775)</p><p>(6)</p><p>oEquação de Manning (1890)</p><p>(7)</p><p>Dimensionamento Hidráulico</p><p>Onde:</p><p>V = velocidade média do escoamento, m/s;</p><p>RH = raio hidráulico, m;</p><p>I = declividade da linha de energia, m/m;</p><p>C = coeficiente de Chézy;</p><p>n = coeficiente de rugosidade de Manning.</p><p>Material do conduto Coeficiente de Manning (n)</p><p>Cerâmico 0,013</p><p>Concreto 0,013</p><p>PVC 0,010</p><p>Ferro fundido com revestimento 0,012</p><p>Ferro fundido sem revestimento 0,013</p><p>Cimento amianto 0,011</p><p>Aço soldado 0,011</p><p>Poliéster, polietileno 0,011</p><p>Tabela 1: Valores do coeficiente de Manning (n).</p><p>Fonte: Tisutiya, 2006.</p><p>Dimensionamento Hidráulico</p><p> Conduto Forçado:</p><p> Fórmula Universal:</p><p>(8)</p><p>Onde:</p><p>Δh = perda de carga, m;</p><p>f = coeficiente de atrito;</p><p>L = comprimento da tubulação, m;</p><p>V = velocidade média, m;</p><p>D = diâmetro da tubulação, m;</p><p>g= aceleração da gravidade, m/s2;</p><p>Q = vazão, m3/s.</p><p>Dimensionamento Hidráulico</p><p> Para escoamento laminar (Re < 2000);</p><p>(9)</p><p>Onde:</p><p>(10)</p><p>Para escoamento turbulento –</p><p>obtém-se f pelo diagrama de</p><p>Moody.</p><p>Dimensionamento Hidráulico</p><p> Fórmula de Hazen-Williams (1903)</p><p>J = 10,65 Q1,85 C-1,85 D-4,87 (11)</p><p>Onde:</p><p>J = perda de carga unitária, m/m;</p><p>Q = vazão, m3/s;</p><p>D = diâmetro, m;</p><p>C = coeficiente de rugosidade.</p><p>Tubos Novos Usados 10</p><p>anos</p><p>Usados 20</p><p>anos</p><p>Aço galvanizado roscado 125 100 -</p><p>Aço rebitado, novos 110 90 80</p><p>Chumbo 130 120 120</p><p>Cimento-amianto 140 130 120</p><p>Cobre 140 135 130</p><p>Concreto, bom acabamento 130</p><p>Concreto acabamento</p><p>comum</p><p>130 120 110</p><p>Ferro fundido, revestido de</p><p>argamassa de cimento</p><p>130 120 105</p><p>PVC 140 135 130</p><p>Tabela 2: Valores de C para a fórmula de Hazen-Williams.</p><p>Fonte: Adaptado Azevedo Neto et al. , 1998.</p><p>Dimensionamento Hidráulico</p><p> Equações de perda de carga localizada:</p><p> Calculada pela expressão:</p><p>(12)</p><p>Onde:</p><p>ΔhL = perda de carga localizada, m;</p><p>K = coeficiente de rugosidade, adimensional.</p>