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Redes de Distribuição Hidráulica Teórica Página 79 Redes de Distribuição de Água para Abastecimento Público Rede de distribuição é parte do sistema de abastecimento, formada de tubulações e órgãos acessórios, destinadas a colocar água potável à disposição dos consumidores, de forma contínua, em quantidade e pressão recomendadas. (Rede de distribuição NBR–12218/94). As redes podem se dividir em redes ramificadas e malhadas. Na prática encontramos redes mistas. Normalmente, numa dada comunidade, existe uma única rede pública de abastecimento para os diversos fins: doméstico, público, industrial, comercial, etc. Rede Ramificada: único sentido na alimentação. Rede Malhada: pode se efetuar a distribuição em ambos os sentidos. Formam circuitos ou anéis. Redes de Distribuição Hidráulica Teórica Página 80 Rede Ramificada 1 – Vazão de distribuição. L PCKK q 86400 21 l/s.m onde : 1K coef. do dia de maior consumo; 2K coef. da hora de maior consumo; C “per capta”, em l/hab.dia; P população a ser abastecida, hab.; L comprimento da rede, m ou Km. Ou L lotesdeºnlote/testanhabideºn 86400 CKK q 21 , Depende da cidade, normalmente usa-se a primeira. 2- Descrição dos nós ou trechos. Nó – é o ponto; Trecho – entre dois pontos. O cálculo é feito do fim da red para o reservatório. Os trechos ou os nós devem ser numerados de maneira racional. 3- Nome do logradouro. Nome da rua obtido na planta da cidade ou estabelecidos por números ou símbolos, quando as ruas não tem nomes. 4 -Extensão do trecho Medido em planta é comprimento do logradouro, em metros. Redes de Distribuição Hidráulica Teórica Página 81 5- Vazão (l/s) 5.1 - Vazão de Jusante - jusQ É a vazão na extremidade de jusante do trecho. Num trecho final - jusQ =0 , Vazão pontual, se houver - jusQ =vazão pontual; Num trecho qualquer - jusQ = .montQ 5.2 – Vazão no Trecho - trechotrecho LqQ É a vazão distribuída por metro linear de canalização. 5.3 – Vazão de Montante - .QQQ trechojusmont 5.4 – Vazão Fictícia 2 Q Q 2 Q 2 QQ 2 QQ Q trechojus justrechojusjusmont fict Devem ser contabilizadas as vazões especiais, como: demandas de industrias ou de hidrantes. Início da rua Fim da rua 3 4 5 justetanmon QQ justetanmon QQ montQ jusQ Redes de Distribuição Hidráulica Teórica Página 82 6 – Diâmetro – tabela Em função da vazão fictícia de dimensionamento e dos limites de velocidade (econômica), assinala-se para cada trecho o valor do seu diâmetro; Diâmetro Econômico D Comercial (mm) Vazão Q (l/s) Velocidade V (m/s) 50 1,32 0,675 75 3,14 0,713 100 5,90 0,750 125 10,49 0,800 150 14,60 0,825 200 28,30 0,900 250 49,10 1,00 300 77,80 1,10 350 115,50 1,20 400 157,00 1,25 450 207 1,30 500 275 1,40 550 356 1,50 600 452 1,60 700 664 1,70 800 905 1,80 900 1209 1,90 1000 1571 2,00 1100 2091 2,20 1250 3068 2,50 1300 4418 2,50 Vmáx = 0,6 + 1,5 D; Q D V . . 2 4 Entra com fictícioQ D 7 – Velocidade média - A Q V .fic Tem por finalidade verificar se a velocidade está dentro da velocidade máx. estabelecida. Verificar sempre, nos órgãos locais o diâmetro mínimo estabelecido. 2 3 m s/m Redes de Distribuição Hidráulica Teórica Página 83 8 - J – perda de carga unitária – (m/m) – Calcular pela fórmula de Williams- Hazen. mm D Q C J fict / 65,10 87,4 852,1 . 852,1 9 - Perda de carga normal – h em (m) h= J x trechoL 10 - Cota Piezométrica (m) pontososentreanteriorpontoppontop hCC .. Obs: Começa a ser calculada do Reservatório. 11 - Cota do Nó (m) - cota do terreno tirada em planta. 12 -Pressão disponível (m.c.a.) - tem que ser maior que a pressão mínima admissível na rede. pressão disponível= cota piezométrica – cota do terreno. pA C pB C h ap bp bz bz az Redes de Distribuição Hidráulica Teórica Página 84 Exercício: Dimensionar os trechos e calcular a pressão disponível em cada nó para o projeto abaixo, devendo o projeto obedecer as seguintes condições: C - “per capita” - 200 l/hab. Dia. 1K =1,2; 2K =1,5 ; Coeficiente de rugosidade C = 100. Velocidade máx.=1,0m/s. Diâmetro mínimo= 50 mm. Pressão mínima= 20m.c.a. População - 1000habitantes. L=2100m. Ponto Cota(m) 1 800,0 2 771,8 3 765,6 4 767,8 5 767,1 3 4 2 1 500m 400m 200m 1,0Km 2 2 800m 22 3 l/s 22 5 Redes de Distribuição Hidráulica Teórica Página 85 Tabela de Calculo de Rede Ramificada Trecho ou Nó Rua Extensão L(m) Vazão D (mm) V (m/s_) J (m/m) h=J.L cota piez.(m) cota do nó(m) pressão disp. (m.c.a.) Obs: QJUS QTRECHO QMONT. QFICT. Redes de Distribuição Hidráulica Teórica Página 86 REDE MALHADA Método de Hardy-Cross. É um processo de tentativas diretas. - Compensação das perdas de Carga; - Compensação das Vazões. Para qualquer nó ;0Q Para qualquer anel .0 h (perdas). 1) Arbitra-se, inicialmente, uma certa distribuição de vazões para o sistema; 2) Arbitra-se um sentido, as vazões que estão no mesmo sentido arbitrado são positivas as que estão em sentido contrário são negativas; 3) Calcula-se para cada trecho a perda h, considerando-se o sinal, que deve ser o mesmo do sentido da vazão; 4) Ao longo da canalização pode-se dizer que:h= J x L h= 85,1 87,485,1 65,10 xQ DC L 85,1KQh Se ao calcularmos para todos os trechos somatório de h for zero, é porque a estimativa feita foi correta, se não é necessário fazer uma compensação algébrica a cada uma das vazões com um ΔQ: 0851 ,)QQ(K QQ é a nova vazão. Desenvolvendo a série: 0.... 2 )185,1(85,1 85,1 2285,185,085,1 QQQQQK Desprezando do 3° termo em diante, temos: 085,1 85,085,1 QQQK 85,0 85,1 85,1 QK kQ Q Q Q Q 85,1 85,0 Redes de Distribuição Hidráulica Teórica Página 87 Q KQ KQ Q 85,1 85,1 85,1 porém, hKQ 85,1 logo: Q h h Q 85,1 Trecho D(mm) L(m) 0Q (l/s) h(m) 1,85h/ 0Q 1 Q 1 1h 1,85 11 /Qh 2 ..... 1) Arbitra-se os valores de Q 0 ; 2) Adota-se um sentido para o anel. As vazões que correm no sentido arbitrado são positivas, as outras negativas; 3) Com a vazão diâmetro pela tabela; 4) L comprimento do trecho; 5) Calcula-s h por Hazen-Williams; 6) Calcula-se 1,85 h/ Q 0 ; 7) Se o 10 secalculah Q h h 85,1 1 ; 8) Soma-se algebricamente a Q 0 ; 9) Verifica-se se houve mudança de diâmetro; 10)Calcula-se h 1 , para cada trecho. Se o 11 !0 OKh , se não for calcula-se 1 1 1 2 85,1 Q h h E, assim até que 01h . Após ter dimensionado passa-se para o cálculo da pressão disponível em tabela semelhante à de uma rede ramificada. L, Q, D e h são tirados da tabela anterior. Trecho ou Nó L(m) Q(l/s) D(m) V(m/s) h(m). Cota piez. Cota terreno Pressão disp. (m.c.a.) Obs. Redes de Distribuição Hidráulica Teórica Página 88 Tabela de Calculo de Rede Malhada Trecho ou Nó D0 (mm) Extensão L(m) Vazão h0 = J.L (m) 1,85 x h0 / Q0 Δ1 Q1 (l/s) D1 (mm) h1 (m) 1,85 x h1 / Q1 Δ2 Q0 (l/s) Trecho ou Nó Extensão L(m) Δ2 Q2 (l/s) D2 (mm) h2 (m) 1,85 x h2/ Q2 Δ3 Q3 (l/s) D3 (mm) h3 (m) 1,85 x h3/ Q3 Redes de Distribuição Hidráulica Teórica Página 89 Tabela de Calculo de Rede Malhada Trecho ou Nó Extensão L(m) Vazão (l/s) D (mm) V (m/s) J (m/m) h=J.L (m) cota piez.(m) cota do nó(m) pressão disp. (m.c.a.) Obs:
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