Exp. 5 Parametros dos Tres Reservatorios

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PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE GOIÁS
ESCOLA DE ENGENHARIA
ENGENHARIA CIVIL
EXPERIMENTO V: VISUALIZAÇÃO E DETERMINAÇÃO DOS PARÂMETROS DOS TRÊS RESERVATÓRIOS
Alunos:
Assinaturas:
Rodrigo Susumu Santana Iwamoto 
Nicolas Barcelos Rabelo Berchior
Leticia Vilela da Silva 
João Luiz Gomes Souza 
Brenda Silva Cardoso
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Goiânia, Abril de 2018.
Introdução
Os reservatórios são unidades hidráulicas de acumulação e passagem de água, situados em pontos estratégicos do sistema (como por exemplo, o mais próximo possível do centro de gravidade dos locais de consumo, a uma cota que garanta as pressões mínimas em toda a rede), de modo a garantir a quantidade de água (demandas de equilíbrio, de emergência,etc), a adução com vazão e altura manométrica constantes, menores diâmetros no sistema e melhores condições de pressão.
Ao falar de localização do sistema, o reservatório pode ser: montante ou principal, que está antes da rede de distribuição; e jusante ou de sobras, que se encontra após a rede.
Os reservatórios principais possuem as seguintes características: por ele passa toda a água que será distribuída, têm entrada sobre o nível máximo de água e saída no nível mínimo, e são dimensionados para manterem a vazão e a altura manométrica do sistema de adição constante. 
Já os reservatórios de sobra: armazenam água nos períodos em que a capacidade de rede for superior a demanda simultânea para complementar o abastecimento quando a situação for inversa, reduzem a altura física e os diâmetros iniciais do montante da rede, e têm uma só tubulação servindo como entrada e saída das vazões.
Ao conjunto formado pelos reservatórios e rede de distribuição, subadutoras e elevatórias que recebem água de reservatórios de distribuição, recebe-se o nome de distribuição, é um conjunto de tubulações e de suas partes acessórias, destinado a colocar a água a ser distribuída à disposição dos consumidores, de forma contínua em pontos tão próximos quanto possíveis de suas necessidades. 
Figura 1 – Sistema de três reservatórios
Objetivo
O objetivo do experimento é descobrir a vazão em cada trecho, através da medição direta, para cada situação esquematizada. 
Materiais e Métodos 
materiais 
Utilizamos para realizar este experimento os seguintes materiais: 
Módulo Experimental de Hidráulica; 
Água;
Cronômetro;
Reservatório;
Proveta graduada (1000 ml);
Trena (5m).
Métodos
Foi esquematizado três situações, na qual desejamos calcular a vazão de cada reservatório para cada situação indicada.
A metodologia aplicada neste experimento consiste em três etapas:
Foram aferidas as medidas do reservatório R2, para determinar o volume de liquido retido e consequentemente a vazão no mesmo.
Obtemos a vazão no reservatório R3 com o auxílio de um cronômetro e uma proveta, determinado assim diretamente a vazão, ou seja, o volume (cm³) de liquido escoado por unidade de tempo (s).
A vazão no reservatório R1 foi determinada fazendo a análise de cada situação em especifico.
Resultados e discussões 
	A seguir apresentamos o detalhamento dos cálculos realizados para determinar as vazões em cada trecho para cada uma das situações esquematizadas.
Foram feitas as medições do no reservatório R2, e foram encontrados os seguintes resultados:
a= 19,7 cm e b=34,9 cm, sendo esses resultados invariáveis para o restante do experimento já que se trata da largura e do comprimento do tanque, o que mudou ao decorrer das medições foi o volume aplicado no recipiente em questão.
A equação 1, foi a formula básica e fundamental para o experimento, a partir dela e com os dados coletados determinamos a vazão pelo método direto.
 (Equação 1)
Situação 1: Somente o Reservatório R1 é abastecedor do sistema.
Figura 2 - Reservatório 1 abastecedor do sistema.
Determinamos a vazão no reservatório R3 pelo método direto, utilizando uma proveta graduada para reter o volume de liquido escoado em um determinado tempo pré-estabelecido de 5 segundos. Foram realizadas duas medidas de vazão, e consideramos o resultado como a média entre os valores obtidos:
Q3 = 	 e Q3 = ; Q3 = 36,4 cm³/s (Vazão média)
No reservatório R2, determinamos a vazão observando a altura do liquido retido no recipiente em um determinado tempo pré-estabelecido de 120 segundos. Com as medidas de largura do recipiente em mãos (19.7 cm x 34.9 cm), podemos calcular o volume de liquido retido dentro do tempo estimado. Obtemos uma elevação no nível d’água de 3,9 cm, sendo assim obtemos uma vazão de 22,34 cm³/s.
Q2 = = 22,34 cm³/s
Como a linha piezométrica está acima de R2, usamos o conceito que Q1 = Q2 + Q3, logo:
Q1= 36,4 + 22,34 = 58,74 cm³/s
Situação 2: Linha Piezométrica igual a cota de R2
Figura 3 - Linha Piezométrica igual a cota de R2
Na situação 2, devido a igualdade de cota do nível de R2 e a linha piezométrica, não há vazão em Q2, sendo assim é feita apenas a medição da vazão Q3. Utilizando o mesmo procedimento para determinar a vazão Q3 da situação anterior. Com um volume de 460 cm³ escoado em 5 segundos, obtemos a vazão Q3 = 92 cm³/s.
Q3= = 92 cm³/s
Como a linha piezométrica está nivelada à cota do reservatório 2, adotamos que Q2 = 0 e Q1 = Q3, logo:
Q1 = Q3 = 92 cm³/s
Situação 3: Reservatório R1 e Reservatório R2 são abastecedores do sistema.
Figura 4 - Reservatório R1 e Reservatório R2 são abastecedores do sistema.
O processo na situação 3 é o mesmo realizado na primeira situação, aonde foi feita a medição de volume no reservatório R3 dentro de 5 segundos, usando a equação 1 é determinada a vazão do mesmo. Para um volume de 630 cm³ em 5 segundos, obtemos a vazão Q3 = 126 cm³/s.
Q3 = = 126 cm³/s
O tanque Q2 foi abordado usando as mesmas medições, só que a partir dos dados coletados anteriormente em relação as medidas do tanque e como o tanque era maior foi feita uma alteração no tempo medido, usando 120 segundos, então foi feita a aferição de altura de liquido do tanque para aquele devido tempo e assim calculado seu volume. Observamos uma elevação no nível d’água de 3,8 cm, obtemos uma vazão de 21,77 cm³/s.
Q2 = = 21,77 cm³/s
Como a linha piezométrica está abaixo dos reservatórios R1 e R2, adotamos que Q1 + Q2 = Q3, logo:
Q1 + Q2 = Q3
Q1 = Q3 - Q2
Q1 = 126 - 21,77 = 104,23 cm³/s.
Conclusão
Após a resolução do experimento constatou-se as vazões em R1, R2 E R3 nas 3 situações mencionadas, sendo que na situação 2, aonde R2 é igual a linha piezométrica, não há vazão em Q2. Os valores obtidos nas demais situações foram esperados, sendo na situação 1, Q1 maior que Q2 e Q3, já que se trata de seu somatório e na situação 3, Q3 passa a ser o tanque com maior valor de vazão, sendo que a variação do valor das vazões é explicada devido a mudança de altura da linha piezométrica.
REFERÊNCIAS
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS – ABNT. NBR 10719: apresentação de relatórios técnico-científicos. Rio de Janeiro, 1989. 9 p.