Rede de distribuiçã de água

Prévia do material em texto

04/11/2015 
1 
TRAÇADO DE REDES DE ABASTECIMENTO 
REDES RAMIFICADAS 
Áreas que apresentam desenvolvimento linear pronunciado e em que as ruas 
não se conectam entre si e no meio rural. 
Rede Ramificada em Área Rural 
04/11/2015 
2 
Rede Ramificada em Área Urbana 
TRAÇADO DE REDES DE ABASTECIMENTO 
REDES EM GRADE 
REDES EM MALHA 
Típica de áreas com rua formando malhas viárias, permitindo que as 
tubulações se liguem entre si pelas suas extremidades 
Áreas muito estreitas ou com 
baixa densidade populacional em 
que os condutos principais são 
sensivelmente paralelos entre si, 
ligando-se em uma de suas 
extremidades 
04/11/2015 
3 
Rede em Malha em Área Urbana 
Rede Mista em Área Urbana 
04/11/2015 
4 
Rede Mista em Área Urbana 
Vazão específica e de distribuição em marcha 
Rede em malha 
Redes ramificadas e grade 
q = 150 L/hab.dia, K1 = 1,2, K2 = 1,5, densidade populacional = 24 hab/ha, qa = 0,075 L/s.ha 
q = 150 L/hab.dia, K1 = 1,2, K2 = 1,5, densidade populacional = 250 hab/ha, qa = 0,78 L/s.ha 
q = 150 L/hab.dia, P = 6.000 hab., K1 = 1,2, K2 = 1,5, L = 2500 m, qm = 0,0075 L/s.m 
04/11/2015 
5 
Hidráulica de tubos perfurados 
Vazão fictícia 
Hidráulica de tubos perfurados 
04/11/2015 
6 
Norma NBR12218 da ABNT 
 Pressão estática máxima = 50 m (500 kPa) 
 Pressão dinâmica mínima = 10 m (100 kPa) 
 Diâmetro mínimo dos condutos da rede de distribuição = 50 mm 
 Velocidade mínina para se evitar a corrosão interna e a deposição do material em 
suspensão = 0,6 m/s 
 Velocidade máxima para se evitar efeitos dinâmicos nocivos à rede: A norma 
estabelece em 3,5 m/s 
 Ideal Vmáx = 0,6 + 1,5D 
04/11/2015 
7 
DIMENSIONAMENTO DE REDES DE DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUA 
- Cálculo das redes ramificadas e grade 
Para o dimensionamento das redes ramificadas, admite-se que as vazões sejam 
uniformemente distribuídas ao longo das canalizações, denominadas de vazão de 
distribuição em marcha (qm). 
A fim de organizar a sequência dos cálculos, emprega-se de planilhas e do seguinte roteiro 
de: 
1 - Para cada trecho da rede, faz-se sua identificação pela numeração dos pontos de 
alimentação de jusante para montante; 
2 – Determinação em planta dos comprimentos de cada trecho que compõem a rede de 
distribuição; 
3 – Determinação da vazão de jusante do ponto de abastecimento mais distante do 
reservatório; 
4 - Determinação da vazão no trecho “i” por: qi = qm × Li, em que, Li = comprimento do trecho 
“i”; 
5 – Determinação da vazão de montante no trecho “i” por: Qmi = Qji + qi, em que, Qm e Qi = 
vazões de montante e jusante no trecho “i”, respectivamente; 
6- Determinação da vazão fictícia no trecho “i” por: Qf = (Qm + Qj)i / 2, 
7 - Determinação do diâmetro do trecho “i” com base no critério da velocidade máxima 
(Quadro 2); 
8 – Cálculo da perda de carga no trecho “i” (hf)i; 
9 - Fixação da pressão mínima na rede no ponto mais desfavorável; 
10 - Determinação em planta das cotas dos pontos de alimentação de jusante e montante 
de cada trecho; 
11 – Determinação em cada trecho, partindo de jusante para montante da cota 
piezométrica por CPmontante = CPjusante + hf; 
12 – Determinação da pressão disponível de montante: P = CPmontante – cota de montante. 
 
04/11/2015 
8 
Trecho 
L Q (m3/s) D V e 
Re f 
hf cota (m) CP (m) pressão (m) 
(m) Qj qi Qm Qf (mm) (m/s) (mm) (m) montante jusante montante jusante montante jusante 
 
 
 
Trecho 
L Q (m3/s) D V 
C 
hf cota (m) CP (m) pressão (m) 
(m) Qj qi Qm Qf (mm) (m/s) (m) montante jusante montante jusante montante jusante 
 
 
 
04/11/2015 
9 
- Cálculo das redes em malha (Método de Hardy-Cross) 
Nas redes malhadas admite-se que as vazões que saem da tubulação estejam concentradas 
nos nós, considerados centros de consumo das áreas atendidas pela rede de distribuição de 
água. Portanto, a vazão entre dois nós consecutivos da rede é uniforme. Antes de 
determinar as pressões na rede malhada, é necessário determinar a vazão em cada trecho 
da rede, fase essa denominada de equilíbrio do anel, cujo cálculo se fundamenta em dois 
princípios, ou seja: 
1º Princípio: princípio da continuidade, em que a soma das vazões que afluem ao nó é igual 
à soma das vazões que dele saem. Para exemplificar este princípio, considere o nó A, 
junção dos trechos 1, 2 e 5, mostrados na figura abaixo. Considere como positivas as vazões 
que afluem ao nó A e negativas as que saem. 
Q = 0 
 
Q1 – Q2 – Q5 - qa = 0 
2º Princípio: princípio da conservação da energia, em que a soma das perdas de carga nos 
condutos que formam o anel é zero. Para tal, atribui-se à perda de carga no mesmo sentido 
da vazão e convenciona-se o sentido horário como positivo e negativo ao sentido anti-
horário. Para exemplificar este princípio, considere a rede malhada formada pelo anel 
ABCD e pelos trechos 2, 3, 4 e 5, apresentados na figura abaixo. 
04/11/2015 
10 
A determinação das vazões em cada trecho do anel é obtida pela aplicação dos princípios 
acima descritos e pelo emprego das equações de perda de carga, formando assim um 
sistema de equações não lineares, cuja solução é obtida por um processo iterativo. O 
método de cálculo mais utilizado na solução dos problemas envolvendo as redes malhadas 
é conhecido como método de Hardy-Cross. O fluxograma a seguir apresenta a sequência de 
cálculo do método de Hardy-Cross. 
Determinar as vazões e as pressões na rede de distribuição de água abaixo representada, 
sabendo-se que os tubos são de PVC (C = 150) e LRA = LBE = 500 m, LAB = LCD =600 m, LAD = LBC 
= 300 m. 
04/11/2015 
11 
Trecho 
L 
(m) 
D 
(mm) 
Qo 
(L.s-1) 
hfo 
(mca) 
hfo/Qo 
Q1 
 (L.s-1) 
hf1 
(mca) 
hf1/Q1 
Q2 
(L.s-1) 
hf2 
(mca) 
hf2/Q2 
Q3 
(L.s-1) 
 =  =  = 
DQ = DQ = DQ = 
TRECHO 
D L Q hf 
Cota CP Pressão 
montante jusante montante jusante montante Jusante 
(mm) (m) (L.s-1) (m) (m) (m) (m)