Adutoras para ETA, Notas de estudo de Cultura

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ADUTORAS

ADUTORAS EM SISTEMAS DEADUTORAS EM SISTEMAS DEADUTORAS EM SISTEMAS DEABASTECIMENTO DE ÁABASTECIMENTO DE ÁGUAABASTECIMENTO DE

ÁGUAGUA

Curso de água

Rede dazona baixa Rede da zona alta Reservatório Reservatório

elevado

EstaçãoelevatóriaCaptação

Estaçãoelevatória

ETA

Adutora

Adutora deágua brutapor recalque

Adutora para oreservatório dazona alta porrecalque

Adutora para oreservatório dazona baixa porgravidade

CLASSIFICAÇCLASSIFICACLASSIFICAÇÃO DAS ADUTORAS

ÇÃO DAS ADUTORASÃO DAS ADUTORAS

Adutoras por gravidade •^ Conduto forçado •^ Conduto livre •^ Conduto livre e forçado

CLASSIFICAÇCLASSIFICACLASSIFICAÇÃO DAS ADUTORAS

ÇÃO DAS ADUTORASÃO DAS ADUTORAS

Adutoras por recalque •^ Recalque simples^ •^ Recalque duplo

VAZÃO DE DIMENSIONAMENTO

DAS ADUTORAS

VAZÃO DE DIMENSIONAMENTOVAZÃO DE DIMENSIONAMENTO

DAS ADUTORASDAS ADUTORAS

Fatores intervenientes: •^ Horizonte de projeto •^ Vazão de adução •^ Período de funcionamento daadução

HORIZONTE DE PROJETOHORIZONTE DE PROJETOHORIZONTE DE PROJETO

Fatores a serem considerados: •^ Vida útil da obra •^ Evolução da demanda de água •^ Custo da obra •^ Flexibilidade na ampliação do sistema •^ Custo da energia elétrica

PERÍPERPERÍODO DE FUNCIONAMENTO DA ADUÇÃO

ÍODO DE FUNCIONAMENTO DA ADUODO DE FUNCIONAMENTO DA ADUÇ

ÇÃOÃO

-^ Período de funcionamento

→^

função do

dimensionamento hidráulico • Aduções por gravidade: 24 h/dia • Adução por recalque: 16 a 20 h/dia • Adução por recalque – economia deenergia elétrica^ –

Parada das bombas no período de 3horas, entre 17:00 e 22:00 h

HIDRÁHIDRHIDRÁULICA PARA ADUTORAS

ÁULICA PARA ADUTORASULICA PARA ADUTORAS

Equações gerais •^ Equação de energia

2

2

1

1

2

2

1

2 p^

V^

p^

V

Z^

Z^

h

2g^

2g

+^

+^

=^

+^

+^

• ∆

γ^

γ

Equação de Bernoulli onde:

Z = carga de posição, m;

= carga de pressão(em conduto livre

= Y), m;

p^ γ^ = carga cinética, m; ∆h = perda de carga.

p^ γ

(^2) V 2g

-^

Z +^

, corresponde à linha piezométrica;

-^

Z +^

+^

, corresponde à linha de carga;

-^

Z +^

+^

+^ ∆h, corresponde ao plano de carga p^ γ p^ γ

(^2) V 2g p^ γ

(^2) V 2g

HIDRÁHIDRHIDRÁULICA PARA ADUTORAS

ÁULICA PARA ADUTORASULICA PARA ADUTORAS

Equações gerais •^ Equação da continuidadeQ = V

A^11 = V

A^22

= VA = constante

onde: Q = vazão, m

3 /s

V= velocidade média na seção, m/sA = área da seção de escoamento, m

2

HIDRÁHIDRHIDRÁULICA PARA ADUTORAS

ÁULICA PARA ADUTORASULICA PARA ADUTORAS

Equações para cálculo das perdas de carga •^ Perdas distribuídas

-^ Condutos livres Equação de Chézy (1775)

H V^ C

R^

I

Onde:

V = velocidade média do escoamento, m/s;R^ H

= raio hidráulico, m; (^) I = declividade da linha de energia, m/m;C = coeficiente de Chézy. Equação de Manning (1890)

1/ 6RH C^ =n^ 2 / 3

1/^

2 / 3

H^

H

1

V^

1

V^

R^

I^ ou

R

n^

nI

=^

= 2 / 3^

2 / 3

H^

H

nQ^

Q^

1

AR^

ou^

ARn

I^

I

=^

=

HIDRÁHIDRHIDRÁULICA PARA ADUTORAS

ÁULICA PARA ADUTORASULICA PARA ADUTORAS

Equações para cálculo das perdas de carga •^ Perdas distribuídas

-^ Condutos forçados Fórmula de Hazen-Williams (1903)Onde: J = perda de carga unitária, m/m

Q = vazão, m

3 /s D = diâmetro, mC = coeficiente de rugosidade

1,^

1,^

4,

J^ 10,65 Q

C

−^ D

−

=

2,63^ 0, Q^ 0,279 CD

J

0,63^ 0, V^ 0,355 CD

J

HIDRÁHIDRHIDRÁULICA PARA ADUTORAS

ÁULICA PARA ADUTORASULICA PARA ADUTORAS

Equações para cálculo das perdas de carga •^ Perdas localizadasOnde:

∆h= perda de cargaL^

localizada, m

K =^

coeficiente adimensional que depende da singularidade, do número de Reynolds, darugosidade da parede e, em alguns casos, das condições de escoamento V =^

velocidade média, m/s g =^

aceleração da gravidade, m/s

2

2 L

V h^

K 2g ∆^ =

TRAÇTRATRAÇADO DA ADUTORA

ÇADO DA ADUTORAADO DA ADUTORA

Adutora por gravidade com tubulação assentada

abaixo da linha piezométrica efetiva

TRAÇTRATRAÇADO DA ADUTORA

ÇADO DA ADUTORAADO DA ADUTORA

Adutora por gravidade com tubulação em conduto livre