Adutoras · 2013-05-28 · Gravidade em Conduto Forçado O escoamento se dá entre um nível...

Saneamento I

Prof Eduardo Cohim

ecohim@uefs.br

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Adutoras

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