33
Abastecimento e Tratamento D’água Consumo de água 000000 2 Q população Q= f(p,q) Consumo 1- Classes de Consumo Residencial ou doméstico Comercial Industrial Público (perdas) Captação 96 , 0 2 1 Q Q Rede de distribuição

Abastecimento e Tratamento D

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Page 1: Abastecimento e Tratamento D

Abastecimento e Tratamento D’água Consumo de água

000000

2Q

população

Q= f(p,q) Consumo

1- Classes de Consumo

Residencial ou doméstico

Comercial

Industrial

Público

(perdas)

Captação

96,0

21

QQ

Rede de

distribuição

Page 2: Abastecimento e Tratamento D

1.1 - Consumo doméstico

Valores representativos:

Consumo doméstico l/ hab.dia

Bebida e cozinha De 10 a 20

Lavagem de roupas De 10 a 20

Banhos e lavagens de mãos

De 25 a 55

Instalações sanitárias De 15 a 25

Outros usos De 15 a 30

Perdas e desperdícios De 25 a 50

Total De 100 a 200

1.2 – Consumo Comercial e industrial

Natureza Consumo

Escritórios comerciais 50 l/pessoa.d

Restaurantes 25 l /refeição (25)

Hotéis (sem cozinha e sem lavanderia) 120 l/hospede. d.

Lavanderias 30 l/kg de roupa

Hospitais 250 l/kg de roupa

Indústrias (uso sanitário) 70l/operário. d

Cortumes 60l /kg de couro

Fábricas de papel 100 a 400 l/kg de papel

1.3 – Considerações sobre a “P-NB- 587 “: (substituída pela NB-587) a) Para populações futuras (p) 10.000 hab – 150 a 200 l/d c) P>50.000 hab. q250 l/d

b) 10000 hab < 50.000 hab. 200 a 250 l/d

d) Para população temporária 100l/d

Page 3: Abastecimento e Tratamento D

2- Consumo Médio “Per Capita”:

q=P

V

.365

l/hab.d V= volume total de água distribuída durante um ano (l/ano) P= nº de habitantes beneficiados 3- Principais fatores que exercem influência sobre o consumo: a) Clima: T q b) Hábitos e nível de vida da população: Estágio econômica e social da população q

c) Natureza da cidade: As cidades industriais apresentam consumo maior que as demais. Grupamentos tipicamente residenciais apresentam consumos menores. d) Crescimento da cidade: P q

e) ??? f) Pressão na rede: p q

Maiores pressões na rede aumentam a ocorrência de perdas. 4- Variações de Consumo 5-Estimativa de Vazão:

Page 4: Abastecimento e Tratamento D

(nº de hab.)

Qméd= 400.86

.qP (l/hab.d)

Qmáx diária= Qméd. K1 (coef. do dia de maior consumo) Qmáx horária= Qmédia. K1. K2 (coef. da hora de maior consumo)

5,1

2,1

2

1

K

K

2Q Qméd.K1

6- Alcance do Projeto:

SE HOUVER

ALCANCES MAIS LONGOS ALCANCES MAIS CURTOS

Crescimento mais rápido da pop. +

Maior vida útil das partes

constituíntes

+

Facilidade de ampliação

+

Disponibilidade de recursos

+

Juros elevados e prazos curtos

+

Possíveis recursos da população

+

96,0

21

QQ

Page 5: Abastecimento e Tratamento D

Períodos de Projeto Em anos

Tomadas d’ água 25 a 30

Grandes barragens e túneis 30 a 60

Poços 10 a 25

Equipamentos de recalque 10 a 20

ETAS Floculadores, decantadores e filtros dosadores

20 a 30 10 a 20

Reservatórios de distribuição de concreto de aço

30 a 40 20 a 30

Canalização de distribuição 20 a 30

Edifícios 30 a 50

7- Previsão de População 7.1-Processo Aritmético alcance do projeto

7.2 – Processo Geométrico

PT=Po.rgT-T

0

rg= 01

0

1TT

P

P

)t.(tKPP 0a0t

Ex: taxa de crescimento populacional de 3,5% a.a., logo, rg = 1,035

Pf = Pi.(1+i)n

LOG

Page 6: Abastecimento e Tratamento D

7.3- Processo de curva logística

7.4- Processo de Extrapolação Gráfico 7.4 e 7.5 Exercício I Dados

Volume aduzido no ano de 1994: 350.000.000 m3

Volume aduzido no dia de maior consumo: 1.100.000 m3

População abastecida: 3.000.000 hab. V= 350.000.000 m3/ Vmáx/dia= 1.100.000 m3 P= 3.000.000 hab. Determinar: a) A vazão média diária; b) O consumo médio “per capita”; c) A relação entre consumo diário máximo e o consumo diário médio.

a) Qmédio= /s311,098m365.86400

0350.000.00

365P.86400

P.V

86400

P.Q

q= 365.P

V(consumo médio per capita)

b) q= /hab.diam3196,0000.000.3.365

000.000.350

365.P

V 3

c) 1

K

diário médQ

diáriomáx Q

15,111,098

/86.400)(1.100.000K

1

Page 7: Abastecimento e Tratamento D

Exercício II: Dados:

P1995=25.000 hab. (início do plano)

Crescimento geométrico, com taxa de 2,8 % a.a.

Consumo médio “per capita”: q= 200 l/hab.d

K1=1,2

K2= 1,5

Alcance de projeto: 20 anos Determinar (para o final do plano):

a) Qméd b) Qmáx . d c) Qmáx. h

Final do Plano:

Cresc. Geométrico: PT=Po.r)

0T-(T

g

PT=25000.1,02820PT 43.432 hab

a) Qméd=86400

p.q Qméd=

86400

43.432.200=

b) Qmáx.d= Qméd. K1

Qmáx. d=100,54 .1,2 = 120,65 l/s

c) Qmáx. h= Qméd..k1. K2

Qmáx.h = 100,54 . 1,2. 1,5 = 180,97 l/s

100,54 l/s

Page 8: Abastecimento e Tratamento D

Exercício III: REDE CAPTAÇÃO

d Uma cidade terá um sistema de abastecimento conforme esquematizado na figura. Sua população futura para fins de projeto foi estimada em 45.000 hab. Uma indústria localizada entre o reservatório e a cidade terá um consumo diário regularizado de 2.200 m3.

1- Determinar as vazões para o dimensionamento expresso em l/s nos diferentes trechos de canalização admitindo os seguintes dados:

Consumo médio “per capita” anual: 200l/dia Coeficiente de variação diária: K1=1,25 Coeficiente de variação horária: K2= 1,50 Água necessária para a lavagem dos filtros da estação de

tratamento: 4 % do volume tratado. 2- Se a estação de tratamento tiver que funcionar somente 16 h/ dia, quais

serão as alterações decorrentes nas vazões de dimensionamento. Pop: 45.000hab Qmáx IND= 2200 m3/ dia Dados q = 200 l / hab .dia K1= 1,25 K2= 1,50

Item I Vazão média a ser distribuída: Qméd = 45.000 x 200 = 104 l/s 86.400 Vazão no trecho e: Qe= 104 x 1,25 x 1,50 = 195 l /s Vazão no trecho d:

/sl s/d 86400

l/d Q d 5,25

000.200.2

ETA RD

INDÚSTRIA

K1 K1.K2 Rede

b a c e

Page 9: Abastecimento e Tratamento D

Vazão no trecho c: l/s Qc 2215,25195

Trecho e + trecho d

Vazão no trecho b: l/s Qb 1565,2525,1104

Vazão no trecho a: l/s

0,96

QQ b

a 16296,0

156

Qa - 0,04 Qa= Qb

Item 2

Q`a l/s 24316

24.162

Q`b l/s23416

24.156

CAPTAÇÃO Tomada D`água

1- Introdução Subterrâneos aqüíferos freáticas (poços e fontes) aquíferos artesianos Mananciais

Rios e córregos Superficiais Lagos Reservatórios artificialmente formados

Trecho que chega na ETA

Trecho que sai na ETA

Page 10: Abastecimento e Tratamento D

Águas meteóricas (chuva) OBS: Águas do mar (dessalinização) Corte Esquemático de um Poço NT Nível estático Curva de depleção Nível dinâmico Raio de convergência Definição (CAPTAÇÃO) É o conjunto de obras e dispositivos construídos ou montados junto ao manancial para a tomada do volume de água destinado ao sistema de abastecimento. Cuidados a serem observados no projeto e na construção das obras de captação :

a) Assegurar a obtenção do volume de água adequado; b) Assegurar condições de fácil entrada da água; c) Assegurar facilidades futuras de operação e manutenção e de acesso aos

locais da captação 2-CAPTAÇÃO EM RIOS: Exame prévio das condições locais:

a) Inspeção local; b) Investigação de dados hidrológicos; c) Medições diretas de vazões do rio; d) Observar a existência de possíveis focos de contaminação nas

proximidades;

Page 11: Abastecimento e Tratamento D

e) Observar se o solo na região atravessada pelo rio favorece a presença de areia em suspensão na água;

f) Coleta de amostra de água para exames de laboratório. FASES SEGUINTES AO EXAME PREVIO

a) Levantamento topográfico da área circum vizinha; b) Batimetria do rio; c) Sondagens geológicas .

PRINCIPIOS GERAIS PARA A LOCALIZAÇÃO DE TOMADAS : Trecho retilíneo Trecho curvilíneo Retilíneo : Curvilíneo ETA ETA Assoreamento

ASPECTOS PRINCIPAIS DAS OBRAS DE CAPTAÇÃO: a) Entrada permanente de água para o sistema, mesmo nas maiores

estiagens; b) Havendo instalação de bombeamento:

Terá que ser verificada a facilidade de obtenção de energia elétrica;

Os motores deverão ficar sempre ao abrigo das maiores enchentes previstas;

A distância entre a bomba e o NAmin do rio não deverá ultrapassar a capacidade de sucção.

PARTES CONSTITUTIVAS DE UMA CAPTAÇÃO

a) Barragens ou vertedores;

Page 12: Abastecimento e Tratamento D

b) Órgão de tomada d´água com dispositivo para impedir a entrada de materiais estranhos em suspensão na água;

c) Dispositivo para controlar a entrada de água ; d) Canais ou tubulações intermediárias; e) Poços de tomada das bombas.

CAIXAS DE AREIA (ou desarenadores) L

v

CORTE A-A v- velocidade de sedimentação da areia; V- velocidade de escoamento horizontal na caixa; h- lâmina d`água; L- comprimento teórico da caixa (teóricas – considerações sem turbulência), Logo acrescemos. 50% devido ao fato da Turbulência) b- largura da caixa; S- seção transversal de escoamento (S= b. h); A- seção horizontal da caixa (A= b.L); Q- vazão de escoamento ( Q= S.V) ( Q= A.V) CONCLUIMOS QUE :

L= V. t v

V

h

L

h = v. t

b.v

QL

vb.h

Q

vh

L

11

S

Q

A

b A

planta

V

v

NA

h

Page 13: Abastecimento e Tratamento D

Diâmetro da partícula (mm)

1,00 0,80 0,60 0,50 0,40 0,30 0,20 0,15 0,10

Velocidade da partícula ( mm/s)

100 83 63 53 42 32 21 15 8

Exercícios : Uma caixa de areia a ser construída numa captação de água para 240 l/ s deverá reter partículas maiores ou iguais a 0,2 mm. Admitimos uma largura da caixa de 2m adotadas por conveniência de limpeza, determinar o comprimento da caixa.

m 8,50 5,7 1,5L

m7,5m0,2

m4,11

b

A L`

m4,11m/s 021,0

s/m240,0

v

QA

2

23

3-CAPTAÇÃO EM REPRESAS E LAGOS: 3.1-Fatores a serem levados em conta: a - variação da qualidade da água; b - oscilações de nível; 3.2-Soluções a adotar: a- Torre de tomada; b- Tubulões de tomada. 4 - RESERVATÓRIOS DE ACUMULAÇÃO: 1- Definição:

NA

Page 14: Abastecimento e Tratamento D

É um lago artificial criado em um curso d`água com a construção de uma barragem a fim de represar a água. 2- Finalidades:

Formar um reservatório ( Qmáx>QDEM) Qdecarga

Irrigação;

Controle de cheias;

Regularização de curso d`água;

Navegação;

Fins recreativos;

Etc

3- Efeitos do represamento sobre a qualidade da água: 3.1- Efeitos favoráveis

a) Diminuição da turbidez; b) Redução da cor; c) Redução de microorganismos.

3.2- Efeitos desfavoráveis: A decomposição da matéria orgânica depositada no fundo causa a redução do teor de oxigênio dissolvido afetando a vida de organismos aquáticos e elevando o teor CO2. A elevação do fator de CO2, pode causar:

Corrosão em estruturas e canalizações metálicas;

Elevação da dureza da água.

5-CALCULO DA CAPACIDADE DE UM RESERVATÓRIO 5.1- Elementos a considerar ;

Vazões do curso d`água;

Vazões de demanda para o abastecimento;

Perdas por evaporação e infiltração. 5.2- Determinação de capacidade útil de um reservatório de acumulação Ex: Diagrama de Rippl.

ADUÇÃO POR GRAVIDADE 1-Introdução

Page 15: Abastecimento e Tratamento D

Adutores são canalizações do sistema de abastecimento destinado a conduzir água entre unidades que procedem a rede de distribuição. Fatores Principais a serem considerados no traçado das adutoras :

Topografia;

Características do solo;

Facilidades de acesso. 2- Classificação das adutoras: 2.1 Quanto à natureza da água transportada:

Adutoras de água bruta;

Adutoras de água tratada. 2.2 Quanto ao tipo de escoamento:

Em condutor forçado;

Em condutor livre (ou aqueduto);

Em condutor forçado e livre (combinação). Ex: OBS : Pressão estática x Pressão dinâmica

LP

Conduto forçado

NA=LP

Conduto livre

Conduto

forçado

Conduto

livre

LP P estática

P

dinâmica

Page 16: Abastecimento e Tratamento D

3-Dimensionamento hidráulico : 3.1- conduto livre: V=M.n-3/4.Q1/4 . J3/8

v- velocidade em m/s; n- coeficiente de manning; Formula de manning modificada por Macedo: Q- vazão em m/s3; J- declividade em m/m - seção circular M= 0,61 -Seção retangular M = 0,58 3-2-Conduto forçado: V- 0,355.C.D0,63 .J0,54

C –coeficiente (tabela); Fórmulade Hazen - Willians D- diâmetro do conduto em m; J- perda de carga unitária em m/m 4-Peças Especiais e órgãos acessórios: -Registros de parada ( R); - Registros de descarga ( d); -Ventosas(V); -Válvulas redutoras de pressão (VP); Finalidade da Ventosa :

Expulsão de ar durante o enchimento da linha;

R

d

V

d

R

Page 17: Abastecimento e Tratamento D

Expulsão de ar durante o funcionamento da linha;

Entrada de ar quando a tubulação está sendo descarregada. Finalidade do Registro de parada :

Saída de ar durante o enchimento da linha;

Esvaziamento da adutora;

Descarga para limpeza. Válvulas redutoras de pressão : - Introduz perdas de carga nos condutos (de várias formas) Fabricante:JOCOFF,.... 5-Obras Complementares:

Ancoragens;

Caixas intermediárias;

Chaminé de equilíbrio;

Caixas de quebra pressão;

Pontes, pontilhões, pilares e berços;

Condutos auto-cortantes;

Túneis.

A caixa intermediária deve ser provida de válvula de bóia na entrada para que não haja transbordamento, quando a vazão de jusante for nula ou menor do que o de montante.

*VP

LP

CAIXA

INTERMEDIÁRIA

A

Page 18: Abastecimento e Tratamento D

EXERCICIOS 1- Admitindo que a partir de um reservatório exista uma adutora por gravidade de 300mm de diâmetro. Deseja-se saber a vazão duplicará caso a mesma seja substituída por outro de 600mm de diâmetro e do mesmo material. Pela fórmula de Hazen-Willian: V= 0,35.C.D0,63. J0,54

Q= 0,279. C. D2,63 j0,54

D1= 300mm Q1=0,279.C1D1

2,63.j10,54 D2=600 mm

Q2=0,279.C2D2

2,63.j10,54 C1=C2

J1 = J2

12

2

1 QQQ

Q6162,0

2- Determinar o diâmetro de uma adutora de ferro fundido com revestimento de cimento que interligará os reservatórios distanciados entre si de 6 km e que deverá veicular uma vazão de 150 l/s. Os níveis médios de água nesses reservatórios correspondem às cotas altimétricos de 840 m e 813 respectivamente. C= 140

Carga disponível ( h ) :

h = 840 – 813 = 27 m

Perda de Carga ( J) :

mmh

/0045,06000

27

L J

4

D S

S

QV

2

h

J 840

L=

6000m

J 813

Page 19: Abastecimento e Tratamento D

Diâmetro :

0,542,63 JC.D 0,279. Q .

Q= 0,15 m3/ s C= 140

J= 0,0045 m/m

1ª Alternativa : Adotando canalização com diâmetro uniforme: D= 0,40 m Q= 0,279. C. D2,63.J0,54= 0,279 . 140 . 0,402,63 . 0,00450,54=0,19 m3/ s= 190 l/s

sm /51,1

4

4,0.

19,02

S

QV

2ª Alternativa : Adotando duas canalizações em série:

5

2

2

5

1

1

5 D

L

D

L

D

L D= 0,37 m; D1= 0,35m; D2=0,40m

L= L1+L2 L2= L+ L1

)400(988.230126000

)350(012.340,0

6000

35,037,0

6000

212

15

1

5

1

5

mmDmLLLL

mmDmLLL

As velocidades serão :

smV

smV

/19,1

4

40,0.

15,0

/56,1

4

35,0.

15,0

22

21

OBS : Fórmula para 2 canalizações em paralelo:

escanalizaçõ de nº n : n) até (..........2

5

2

1

5

1

5

L

P

L

P

L

P

Page 20: Abastecimento e Tratamento D

RESERVATÓRIO DE DISTRIBUIÇÃO 1-FINALIDADES:

Regularizar as diferenças entre o abastecimento e o consumo;

Promover condições de abastecimento contínuo durante períodos curtos de paralisação de algum órgão do sistema;

Condicionar as pressões disponíveis nas redes de distribuição. 2- TIPOS: 2.1- Quanto à posição relativa ao terreno : a- Enterrado: b- Semi- enterrado c- Apoiado d- Elevado: 2.2- Quanto à localização no sistema: a- Reservatório de montante: Vazão de dimensionamento do conduto RA Qmáx. h =Q méd K1. K2

NT

H/3

H

NT

< H/3 NT

NT

R

A

Page 21: Abastecimento e Tratamento D

b- Reservatório de jusante : A Vazão de Dimensionamento:

Conduto AB: Qmáx.d = Qméd.K1

Conduto CR:

- Escoamento de C para R:

Valor máx atingido: Qmáx86400

q P1K1Q

Escoamento de R para C

Valor max atingido 86400

PqK

86400

PqQ 121

2 KK

3- CAPACIDADE DOS RESERVATÓRIOS (C)

3.1-Critério de Frulling

3

q PK C 1

3.2- Método da Senóide:

V.1K

C 2

V= volume de água consumido no dia de maior consumo

3.3 - Método da Curva de Consumo:

B

C R

Page 22: Abastecimento e Tratamento D

A – Adução contínua

B-Adução Intermitente:

3.4- Outros Consumos a serem considerados:

A – Consumo de Emergência: quando ocorre interrupção em órgão de captação, adução ou

tratamento.

Vazão (m3/h)

Reta de

adução

Hidrograma do dia

de maior consumo

24 horas

Vol.

Acumulado(m3)

V= volume induzido=volume

no dia de maior consumo

Adução

acumulada

24 horas

Adução

t1 t2 24

Hidrograma do dia

de maior consumo

Vazão

(m3/h)

C1

C2

Consumo

acumulado

Adução

acumulada

t1 t2 24

Page 23: Abastecimento e Tratamento D

C= Q. T. T – tempo previsto para reparação do defeito

Q - vazão média de consumo natural

B - Consumo devido à população flutuante.

Ex: Município de Cabo Frio (dependendo do caso atendemos ou não ao pico de consumo)

C - Consumo Especiais

Ex: consumo para irrigação de jardim

D - Consumo para combate a incêndios

4 DIMENSÕES ECONÔMICAS :

A – Reservatório Prismático:

B-Reservatório Elevado de Forma Cilíndrica:

5- CONSIDERAÇÕES SOBRE PROJETOS:

a) Divisão do Reservatório (enterrado ou Semi-enterrado) em pelo menos c/ 2

compartimentos;

b) Canalizações de Entrada, uma para cada compartimento, providas de registro;

c) Canalização de Saída, uma para cada compartimento, providas de registros;

d) Canalização extravasora (Buzinote) para cada compartimento;

e) Canalizações de descarga para limpeza, uma para cada compartimento provido de

registro;

f) Aberturas para inspeção convenientemente localizada e protegida contra a

possibilidade de poluição;

g) Escadas de acesso;

h) Cobertura adequada;

i) Indicador de nível d`água;

j) Precauções no sentido de assegurar a impermeabilidade;

k) Dispositivos para ventilação;

l) Sinalização de torres e pára raios;

m) Proteção de reservatórios enterrados contra águas poluídas;

n) Proteção das tubulações de descarga e de extravasamento contra o refluxo de águas

poluídas ou penetração de animais.

x y

4

3

y

x

2

1

Diâmetro

Altura

Page 24: Abastecimento e Tratamento D

REDES DE DISTRIBUIÇÃO D`ÁGUA

-Definição:

R.D. é o conjunto de tubulações e de suas partes acessórias destinadas a colocar a água a

ser distribuída a disposição dos consumidores de forma contínua e em pontos tão próximo

quanto possível de suas necessidades.

2- Tipos de Condutos:

Condutos principais - são aqueles através dos quais, por hipótese de cálculo, a água

alcança toda a rede;

Condutores secundários - são aqueles alimentados pelos condutores principais.

3-Traçado de Condutos

- Ramificada

. Em espinha de peixe

- Em Grelha:

- Malhadas 4- Considerações sobre normas de projeto:

a) Pressão Estática Máx - 50 mca; b) Pressão Dinâmica Min - 15 mca; c) Se a área a abastecer for superior a 1 Km², os condutos principais deverão

formar circuitos fechados (malhados); d) Cond. Princ. Com diâmetro superior a 400 mm não deverão ser utilizados

para ligações prediais,

R R

R

As redes malhadas possuem uma

vantagem sobre as ramificadas, pois ao

precisarmos fazer um reparo, temos como

fecharmos apenas um trecho (no

molhado), o que não ocorre com a

ramificada.

Page 25: Abastecimento e Tratamento D

e) A rede deverá ser dupla, ou seja, um duto em cada passeio, em 2 casos; . Em ruas de tráfego intenso; .Em ruas c/ largura superior a 18 m. f) A perda de carga nas tabulações deverá ser no Máx de 8 m/Km. g) Diâmetro mínimo: - tubulações Principais: . Densidade demográfica ≥ 150 hab/ha D= 150 mm . d< 150 hab / ha pop. de projeto > 5.000 hab D= 100mm pop. de projeto ≤ 5.000 hab D = 75 mm - Tubulações Secundárias: D= 50 mm, exceto p/ comunidades com população < 5.000 hab e cota “per capita” < 100 l/d; neste caso:

O Interno (mm) nominal Nº máximo de economias servidas

25 10 30 20 35 50

5- Vazão de Distribuição: a- Em relação à extensão dos condutos: Vazão específica (vazão de distribuição em marcha):

)./(86400

..Q 21

m mslL

qPkk L = extensão total da rede

b- Em relação à área a abastecer : Vazão específica de distribuição:

)ha.s/l(86400

A.q.P2K.1K distrQ A= área abrangida pela rede

6- Distância Máxima entre Condutos Principais a) Rede ramificada:

Page 26: Abastecimento e Tratamento D

dist q

QA

2

d.L A

L q.d

Q 2 d

D= distância em hm entre condutos principais; L= distâncias em hm entre condutos secundários; A= área servida por uma derivação em ha; qd= vazão específica de distribuição em l /s há; Q= vazão limite fixada p/ o conduto secundário em l/s b - Rede Malhada

qd.dQ` 2 tL

ddqd ).1(4..2

Q).1L

d4( Q'

d/L –1 = nº de derivações em cada lado; 4 ( d/L) – 1 = Total de derivações pra o interior do circuitos; d2= área do circuito em hectares; Q’ = vazão total para a área interna, em l/s, que pode escoa pelas derivações; Q= vazão limite fixada para o conduto secundário em l/s; 7- Limites Práticos de Velocidades e de Vazão:

DN (mm) Vazão (l/s) Velocidade (m/s)

50 1,4 0,70

60 2,3 0,80

75 4 0,90

100 8 1

150 18 1

d

L

A

d

d

L

Page 27: Abastecimento e Tratamento D

200 35 1,10

250 54 1,10

300 85 1,20

Fonte: “Manual de Hidráulica”- Azevedo Neto – Tab 18,1 Pág 493 8-Órgãos e Equipamentos Acessórios Considerações: I-Quando 3 ou mais trechos de tubulação principais se interligarem em um ponto, deverá ser prevista uma válvula para fechamento de cada trecho. II-Nos condutos secundários deverá ser prevista uma válvula junto ao ponto de ligação a condutos principais; III-Deverão ser previstas válvulas de descarga nos pontos baixos da rede; IV - Nos pontos altos das tabulações principais em que não existirem ligações a consumidores deverão ser instaladas ventosas para a saída do ar. 9- Dimensionamento dos Sistemas Ramificados Exemplo: Dados :

Vila com 2.000 hab

Extensão de ruas : 1720 m

“Per capita” : 150 l/ hab

K1= 1,2

K2= 1,5

Diâmetro mínimo : 75 mm;

C= 100

Fórmula de Hezen Willian

R CT = 20,00 m

L= 1220m 3

1

L =400m CT=16,00

CT=17,00

L= 100m

CT= 18,00

Ponto mais

desfavorável

Page 28: Abastecimento e Tratamento D

V= 0,35 . C.D0,63 J0,54 Solução: Vazão por metro linear de canalização:

mslx

xxx./004,0

1720400.86

5,12,11502000Qm

Planilha de Cálculo: Admitindo a cota de terreno no mesmo nível do eixo das canalizações. 10-Dimensionamento dos Sistemas em Circuitos: 10.1- Método do Seccionamento Fictício Secciona-se ficticiamento a rede. Dimensiona-se como se a rede fosse ramificada, verifica-se a pressão calculada. Na planilha, as colunas serão:

Ponto De seccionamneto

Pressões calculadas

Valor Médio

Máxima Diferença

% do valor médio

A diferença de pressão num ponto de seccionamento não poderá ser superior a 5 % da média das pressões. Exemplo de Seccionamento :

Seccionando

10.2 – Dimensionamento de Rede pelo Método de Hardy-Cross:

R

R

Page 29: Abastecimento e Tratamento D

10.2.1 - Fundamentos Hidráulicos: a) Em um nó qualquer, a soma algébrica das vazões é nula. (+) vazões afluentes (-) vazões efluentes b) Em um circuito fechado (anel) qualquer, a soma algébrica das perdas de carga é nula.

I

Anel I:

h= h1 + h2 – h3 - h4 =0 Anel II:

h= - h2 + h5- h6- h7=0 c) Admite-se que a distribuição em marcha seja substituída por tomadas em pontos isolados.

Q3

Q2

Q1

Q4

Qd (vazão de distribuição)

Q= Q1-Q2-Q3+Q4-Qd=0

h6,Q6

E

II

B

C h7,Q7

h5Q5

F

R h1,Q1

h2,Q2

h3,Q3

h4,Q4

D

R REDE

REAL

R REDE

ASSIMILADA À

REAL

A

Page 30: Abastecimento e Tratamento D

d) Fórmula geral da perda de carga ao longo de um trecho: Adotando–se a formula de Hazen-Willians: Q = 0,279 .C.D2,63 J0,54

85,1,..).279,0(

. 85,1

87,485,1 nQ

DC

LLjh

Onde 87,4D.85,1)C.279,0(

Lr

10.2.2 - Descrição do Método a) Em cada anel supõe –se conhecido o fator r de cada trecho; b) Supõem-se conhecidos os pontos de carregamento da rede, isto é:

Pontos de entrada de água (pontos em que chegam as canalizações provenientes dos reservatórios ou adutoras);

Pontos de saída de água (ficticiamente localizados no caso da distribuição em marcha).

c) Supõem-se conhecidos os valores dos carregamentos, isto é:

As vazões de alimentação da rede;

As vazões de saída (valores resultantes do estudo da distribuição em marcha, de preferência calculada e l/s .ha);

Exemplo: d) Atribui-se uma vazão de escoamento a cada um dos trechos observando que

em cada nó Q= 0, para isso fixam-se os sentidos de escoamento através de setas e determinam-se as vazões.

h = r Qn

R

100 l/s

A B

D C

30l/s

20l/s

50l/s

I

Page 31: Abastecimento e Tratamento D

Exemplo

e) Calcula-se a perda de carga em cada trecho e faz-se o somatório algébrico em cada anel

( h);

f) Se o somatório de h for nulo, a circulação real de vazões coincidirá com o que foi

imaginado inicialmente;

g) Geralmente na 1ª tentativa o h0

Exemplo:

Anel Trecho Comprimento

(m)

Q (l/s) D(mm) J (m/km) h(m)

I A-B 2000 40 250 4,4 8,8

B-C 1000 20 200 3,7 3,7

C-D 2000 -30 250 2,6 -5,2

D-A 1000 -60 300 3,7 -3,7

h=3,60

h) Em cada anel faz-se uma correção de vazão Q, visando tornar o h≈0.

).85,1(Q

h

hQ

i) Com as vazões compensadas, recalculam –se h, Q e Q.

Repetem-se as tentativas até se obter h 0.

R 100 l/s

A

40 l/s

(250 mm- 2000m) B

20 l/s

20 l/s

50 l/s

(200mm)

(1000 m)

C

I 60l/s

D 250mm-2000mm

30 l/s

(300mm)

(1000 m)

30 l/s

Page 32: Abastecimento e Tratamento D

Exemplo :

Anel trecho Comprimento

(m)

Q

(l/s)

D

(mm)

J

(m/Km)

h

(m)

1,85.

(h/Q)

Correção

Q (l/s)

Q

(l/s)

D (mm)

J

(m/Km)

h

(m)

1,85

h/Q

Correção

Q

(l/s)

Q

(l/s)

I

A-B 2000 40 250 4,4 8,8 0,407 -3,04 36,96 250 3,9 7,8 0 36,96

B-C 1000 20 200 3,7 3,7 0,342 -3,04 16,96 200 2,7 2,7 0 16,96

C-D 2000 -30 250 2,6 -5,2 0,34 -3,04 -33,04 250 3,2 -6,4 0 -33,04

D-A 1000 -60 300 3,7 -3,7 0,114 -3,04 -63,04 300 4,1 -4,1 0 -63,04

h=3,6 Q=0

Valores Aceitáveis:

h: +-1,0m

Q= +- 1,0 l/s

Distribuição Final das Vazões:

j) Determina a cota NA no reservatório:

Calcula-se o conduto RA

Q = 100 l/s

D=350 mm J=_______

L=------ h= j.L = ________m

C= 100(PVC)

Faz-se o quadro abaixo:

(1) (2) (3) (4) (5)= (2)+(3)+(4)

NÓ Cota do terreno

(m)

Perda de Carga

( Reserv. – NÓ)

Pressão mínima

(mca)

Cota do nível

d’água (m)

A -------- h 15,0 na

B -------- h+hAB 15,0 nb

C --------- h + hAB +h BC 15,0 nc

D -------- h+hAD 15,0 nd

MÁX ( na, nb, nc, nd)

Adota-se para o NA a cota mais elevada.

R 100l/s

A

36,96 l/s

B

250 mm – 2000m

20l/s

16,96 l/s 200mm-

1000m

50 l/s C D

250mm-2000m

33,04l/s 30 l/s

63,04l/s 300mm-

1000m

Page 33: Abastecimento e Tratamento D

l) Determinam-se as pressões nos diversos pontos dos circuitos principais.

(1) (2) (3) = (cota NA) –(2) (4) (5) = (3) - (4)

Perda de carga

(reservatório –

Nó) (m)

Cota da Linha

(Piezométrica )

(m)

Cota do Terreno

(m)

Pressão

Disponível (m)

R - (Cota do NA) –

(2)

A

B

C

D