__________________________________________________________________

So canalizaes dos sistemas de abastecimento de gua que

conduzem a gua para as unidades que precedem a rede de

distribuio.

Fonte: TSUTIYA (2004)

__________________________________________________________________

Elas interligam captao, ETA e reservatrios de distribuio e

no distribuem a gua aos consumidores.

So as unidades principais de um sistema de abastecimento de

gua: qualquer interrupo que venham a sofrer afetar o

abastecimento populao.

Necessitam de cuidados especiais na elaborao do projeto e

na implantao das obras: criteriosa anlise do traado em

planta e em perfil; correta colocao de seus rgos

acessrios; ancoragens nos pontos onde ocorrem esforos que

possam causar deslocamento das peas.

__________________________________________________________________

Classificao das adutoras

Quanto natureza da gua transportada:

Adutoras de gua bruta: transportam gua sem

tratamento (da captao at a Estao de tratamento

de gua - ETA);

Adutoras de gua tratada: transportam a gua

tratada (da ETA ate os reservatrios).

__________________________________________________________________

Quanto energia para a movimentao da gua:

Adutora por gravidade: so aquelas que transportam

a gua de uma cota mais elevada para uma cota mais

baixa aproveitando o desnvel existente (energia

hidrulica).

A aduo por gravidade pode ser feita por conduto

livre ou forado.

__________________________________________________________________

Adutora por gravidade em conduto livre: quando a linha

piezomtrica coincide com o nvel da gua no conduto.

A gua escoa sempre em declive mantendo uma

superfcie livre sob o efeito da presso atmosfrica.

Os condutos podem ser abertos ou fechados, no

funcionando com seo plena (totalmente cheios).

__________________________________________________________________

Adutora por gravidade em conduto livre

Adutora por gravidade em conduto forado: nela a gua

fica sob presso superior atmosfera (tem-se a linha

piezomtrica acima da linha dgua).

__________________________________________________________________

Os condutos desse tipo de adutora tm seo circular,

pois a forma que melhor resiste s presses internas da

gua.

Adutora por gravidade em conduto forado

__________________________________________________________________

Adutora por gravidade em condutos livre e forado:

constituda com trechos em conduto livre (aqueduto) e

trechos em conduto forado (sifes invertidos).

Sifo invertido um conduto forado por gravidade,

situado inteiramente abaixo da linha piezomtrica e que

interliga dois trechos de adutora de conduto livre.

__________________________________________________________________

Adutora por gravidade em condutos livre e forado

__________________________________________________________________

Adutora por recalque: transportam a gua de um

ponto a outro de cota mais elevada atravs de uma

estao elevatria (conjunto moto-bomba e

acessrios).

O sistema de aduo por recalque composto por

condutos forados.

A aduo pode ser feita por recalque simples ou

recalque duplo (booster).

__________________________________________________________________

Adutoras por recalque: Suco Curta

13

__________________________________________________________________

Adutoras por recalque: Suco Longa

__________________________________________________________________

Adutoras mistas: compem-se de trechos por

recalque e de trechos por gravidade

16

__________________________________________________________________ Sistemas de gua I - Aula 8- Adutoras Parte 19 e 26/11/2013

__________________________________________________________________

Documentos de referncia para projetos de adutoras

NBR 12215 Projeto de adutora de gua para

abastecimento pblico.

So documentos que tambm devem ser consultadas no

momento do dimensionamento/execuo do projeto.

NBR 09650 Verificao da estanqueidade no

assentamento de adutoras e redes de gua;

NBR 10156 Desinfeco de tubulaes de sistema pblico

de abastecimento de gua;

__________________________________________________________________

NBR 12211 Estudos de Concepo de Sistemas Pblicos

de Abastecimento de gua;

NBR 12213 Projeto de captao de gua de superfcie

para abastecimento pblico;

NBR 12214 Projeto de sistema de bombeamento de gua

para abastecimento pblico;

NBR 12216 Projeto de estao de tratamento de gua

para abastecimento pblico;

NBR 12217 Projeto de reservatrio de distribuio de

gua para abastecimento pblico;

__________________________________________________________________

Vazo de aduo

Esqueam as frmulas!!! O importante o que deve ser

considerado em cada caso...

__________________________________________________________________

As vazes indicadas correspondem a aduo 24 h/dia (os

sistemas por gravidade funcionam 24 horas por dia).

A adutoras por recalque trabalham por um perodo de tempo

T, que varia de 16 a 20 horas por dia (para permitir a

manuteno dos equipamentos das elevatrias e permitir a

operao dessas fora do horrio de ponta do sistema eltrico).

Nessa situao, a vazo da adutora subseqente elevatria

deve ser multiplicada pelo fator 24/T (deve ser maior).

__________________________________________________________________

QDMC: vazo mdia do dia de maior consumo;

QHMC: vazo mdia da hora de maior consumo;

q: vazo consumida na ETA;

Qmn: vazo mnima na rede de distribuio.

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

No esquema (b) foi utilizado um reservatrio de sobras

(localizado a jusante da rede de distribuio de gua).

Esse reservatrio recebe gua durante as horas de menor

consumo e auxilia o abastecimento durantes as horas de maior

consumo

Ele possibilita uma menor oscilao de presso nas zonas de

jusante da rede.

__________________________________________________________________

No esquema (c) foi admitido que a reservao para

atendimento do consumo da rede 2 est no reservatrio R1.

O reservatrio R2 funciona apenas como caixa de passagem (as

vazes nas tubulaes a montante e a jusante de R2 so iguais

a da hora de maior consumo da Rede 2).

Situao intermediria: X% do volume consumido na Rede 2

est em R2 e Y% est em R1.. A vazo da adutora que interliga

R1 a R2 tem que suportar a hora de maior consumo de Y% do

volume aduzido, alm de X% do dia de maior consumo.

__________________________________________________________________

Alm da vazo Qpara o dimensionamento h necessidade de

se definir previamente: o material e o comprimento do

conduto; e a diferena entre as cotas dos nveis de gua dos

reservatrios (ou de outra cota piezomtrica conhecida).

Estes dois ltimos parmetros (L e h) so normalmente

definidos por meio de levantamento planialtimtrico.

Conhecidos estes parmetros, o dimensionamento pode ser

completado por meio das equaes hidrulicas fundamentais.

__________________________________________________________________

Fatores que influenciam as perdas de cargas

1) Natureza do fluido , no nosso caso a gua ou o esgoto temperatura ambiente; 2) Material empregado na fabricao dos tubos e conexes da adutora (Ferro Dctil, Ao, PVC, PEAD ou PRFV, que apresentam-se com acabamento interno bem caracterizado 9 Rugosidade e rea livre); 3) Dimetro Interno ou Dimetro Hidrulico - item fundamental ,pois os dimetros tm de ser compatveis com as vazes de projeto; 4) Extenso da adutora 5) N de Conexes (Ts, vlvulas, curvas, etc); 6) Regime do escoamento (Turbulento liso, de transio ou rugoso)

__________________________________________________________________

Equaes hidrulicas fundamentais

Fonte: TSUTIYA (2004)

__________________________________________________________________

Equaes hidrulicas fundamentais

Equao da continuidade:

Q = V1.S1 = V2.S2 = constante

Q: vazo (m/s)

V: velocidade mdia na seo (m/s)

S: rea da seo de escoamento (m)

Obs: em canais longos pode ser necessrio acrescentar as perdas por evaporao...

__________________________________________________________________

Perdas distribudas: condutos livres

Equao de Chzy

= . . = .. .

em que: V = velocidade media do escoamento (m/s) 3

C= coeficiente de Chzy

A = seo molhada (m2) RH = raio hidrulico [seo molhada/permetro molhado] (m) I = declividade da linha de energia (m/m)

__________________________________________________________________

Perdas distribudas: condutos livres

Equao de Manning

38

__________________________________________________________________

Perdas distribudas: condutos forados

A NBR 12215 recomenda a equao Universal para

avaliao da perda de carga contnua.

Entretanto, equaes como a de Hazen-Williams, podem

ser utilizadas (desde que dentro dos limites

recomendados).

As perdas de carga localizadas devem ser consideradas

no clculo (geralmente so pouco significantes).

__________________________________________________________________

Equao Universal para perda de carga contnua

__________________________________________________________________

Perda de carga localizada (para uma determinada pea)

K = coeficiente que depende da geometria da singularidade

e do nmero de Reynolds.

__________________________________________________________________

Traado das adutoras

As adutoras por gravidade podem estar totalmente abaixo,

coincidentes ou acima em alguns pontos, do plano de carga e

da linha piezomtrica.

__________________________________________________________________

Perfil (1) - Tubulao assentada totalmente abaixo da linha

piezomtrica efetiva (LPE).

Nesse caso, as sees da adutora esto submetidas a uma

carga de presso positiva (presso superior a atmosfrica).

__________________________________________________________________

A perda de carga igual ao desnvel geomtrico

correspondente diferena de cotas dos reservatrios.

Trata-se, portanto, de um escoamento forado, sem problemas de escoamento.

Perfil (2) - Tubulao coincidente com a linha piezomtrica

efetiva (LPE).

a adutora por gravidade com tubulao em conduto livre,

com presso na superfcie igual atmosfrica.

__________________________________________________________________

As adutoras devem ser projetadas segundo esta posio

(Perfil 2), ou quando em conduto forado, na posio

anterior (Perfil 1) ou uma combinao destes (adutora mista).

__________________________________________________________________

Perfil (3) Tubulao acima da linha piezomtrica efetiva

(LPE), porm abaixo da linha piezomtrica absoluta (LPA).

Quando a tubulao corta alinha piezomtrica efetiva as

condies de funcionamento no so satisfatrias.

__________________________________________________________________

O trecho da tubulao situado acima da LPE fica sujeito a

presses inferiores atmosfrica (P < Patm entre A e B).

Isso pode ocasionar a entrada de ar e a contaminao da gua,

pela possibilidade de suco.

Quando as condies topogrficas indicarem um Perfil (3),

uma soluo construir uma caixa de transio no ponto mais

alto da tubulao para alterar a posio da linha piezomtrica.

Assim, a tubulao fica totalmente abaixo desta e, portanto,

sujeita a presses positivas, como no Perfil (1).

56 Sistemas de gua I - Aula 8- Adutoras Parte 19 e 26/11/2013

__________________________________________________________________

Perfil (4) Tubulao corta a LPE e o plano de carga esttico

[ou plano de carga efetivo] (PCE), mas fica abaixo da linha

piezomtrica absoluta (LPA).

__________________________________________________________________

A gua no atinge naturalmente o trecho situado acima do

nvel de gua no reservatrio R1 e o escoamento s possvel

aps o enchimento da tubulao.

O trecho situado acima da linha piezomtrica efetiva

denomina-se sifo (funcionando em condies precrias).

Perfil (5) O conduto corta LPE, LPA e PCE, mas fica baixo do

plano de carga absoluto (PCA) sendo, portanto, impossvel o

escoamento por gravidade.

__________________________________________________________________

A soluo para os Perfis (4) e (5) (que tm parte do seu traado

situado acima do plano de carga esttico) a instalao de

uma elevatria e, assim, obter presses superiores a presso

atmosfrica em toda a tubulao.

__________________________________________________________________

Recomendaes para o traado das adutoras

A adutora dever ser implantada, de preferncia em ruas e

terrenos pblicos, devendo-se o evitar traado onde o terreno

rochoso, pantanoso e de outras caractersticas no

adequadas;

So favorveis traados que apresentem trechos ascendentes

longos com pequena declividade (>0,2%), seguidos de trechos

descendentes curtos, com maior declividade (>0,3%);

__________________________________________________________________

Quando a inclinao do conduto for superior a 25%, h necessidade de se

utilizar blocos de ancoragem ou envolver a tubulao em solo cimento se enterrada para dar

estabilidade estrutural ao conduto.

No se devem executar trechos de aduo horizontal. No caso em que o perfil do terreno

seja horizontal, o conduto deve apresentar alternadamente, perfis

ascendentes e descendentes.

A linha piezomtrica da adutora em regime permanente deve situar-se, em quaisquer

condies de operao, ao menos 5,0 m acima da geratriz superior do conduto.

__________________________________________________________________

Dimensionamento de adutoras:

por gravidade em conduto forado

__________________________________________________________________

Dimensionamento de adutoras:

por gravidade em conduto livre

64

__________________________________________________________________

Dimensionamento de adutoras por recalque

Os dimetros das adutoras por recalque so escolhidos com base num critrio econmico pelos motivos expostos a seguir: Um dimetro menor para a tubulao ocasiona: uma perda de carga maior; maior altura manomtrica; maior potncia do conjunto motobomba; preo do conjunto elevatrio maior e as despesas com energia tambm. Um dimetro maior implica: despesa mais elevada para a implantao da tubulao; menor perda de carga; potncia reduzida; menor

custo para a aquisio e operao dos conjuntos elevatrios.

__________________________________________________________________

O dimetro da adutora mais conveniente economicamente, ou dimetro timo

aquele que resulta em menor custo total do sistema considerando-se os custos de implantao

e de consum o de energia eltrica :

CUSTOS DE ENERGIA

CUSTOS DOS TUBOS

SOMA DOS DOSI VALORES = CUSTO

GLOBAL

CUSTO

DIMETRO DIMETRO TIMO

A equao de Bresse sintetiza os resultados normalmente obtidos por essa anlise

econmica:

Com base em instalaes existentes implantadas no BRASIL, chega-se Equao de

Bresser modificada, que permite o clculo do dimetro timo com bastante preciso:

= , ,

Q em m3/s e D em m

__________________________________________________________________

O dimetro hidraulicamente indeterminado...

Z1

__________________________________________________________________

Materiais das adutoras

Aspectos que devem ser considerados na escolha:

No ser prejudicial a qualidade da gua;

Alterao da rugosidade com o tempo (incrustao, etc.);

Estanqueidade;

Resistncia qumica e mecnica;

Resistncia a presso da gua (esttica, dinmica);

Economia (custo da tubulao, instalao, aspectos

construtivos, necessidade de proteo a corroso,

manuteno)

__________________________________________________________________

Principais materiais das adutoras

Materiais metlicos:

Ao

Ferro Fundido Dctil

Materiais no metlicos:

Polietileno de Alta Densidade e Polipropileno (PE e PP)

PVC

Polister reforado com fibra de vidro (PRFV)

__________________________________________________________________

Tubulao de ao

Vantagens:

Alta resistncia s presses internas e externas

Estanqueidade (com junta soldada)

Vrios dimetros e tipos de juntas

Competitivo principalmente em maiores dimetros e presses

Desvantagens:

Pouca resistncia corroso externa

Precaues para transporte e armazenamento

Cuidados com a dilatao trmica

Requer cuidados especiais na execuo da obra

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

Tubulao de ferro fundido dctil

Dimetros: 50 a1200 mm.

Comprimento: 6 a 8 m.

Revestimento interno com argamassa de cimento

Revestimento externo com zinco e pintura betuminosa

Tipos de juntas:

Elstica

Elstica travada

Mecnica

Flanges

_________________________________________________________________

__________________________________________________________________

Tubulao de polietileno

Dimetros: 16 a 1200 mm

Comprimento: limitado pelo transporte, at centenas de

metros sem juntas (emissrios submarinos)

Sem revestimento interno ou externo

Leve e flexvel

Estanqueidade

Resistncia qumica

Resistncia a abraso

Menor rugosidade Principais juntas em adutoras: solda termoplstica (topo) e flanges

NORMA DE

FABRICAO MIN MAX

(mm) (mm)

PONTA/PONTA AWWA-C200 SOLDA 300 3500 PN-4 PN-40 X X X X X X X X X X X X X X X X 15

DE TOPO

CONCRETO PONTA & BOLSA 400 6350 ND PN-25 X X X X X X X X X X 10

PROTENDIDO COM ALMA DE AO

CONCRETO PONTA & BOLSA 750 3600 ND PN-10 X X X X X X X X X X 10

ARMADO COM ALMA DE AO

FERRO PONTA & BOLSA NBR 7675 ELSTICA 80 2000 PN-25 PN-40 X X X X X X X X X X X X X X X 14

DUCTIL

PRFV e PONTA & BOLSA NBR15536-1 ELSTICA 200 1600 PN-16 PN-20 X X X X X X X X X X X X X X X X 15

CPRFV

MATERIAL TIPO DE TUBOTIPO DE

FAIXA DE CLASSES HIDRULICAS QUMICASTRABALHABILIDADE CARACTERSTICAS MECNICAS

CARACTERSTICAS CARACTERSTICAS

DIMETROS DE

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NORMA DE

FABRICAO MIN MAX

(mm) (mm)

PONTA/PONTA AWWA-C200 SOLDA 300 3500 X X X X X X X X X X X 11

DE TOPO

CONCRETO PONTA & BOLSA 400 6350 X X X X X X X X X X X X X X X X X X 18

PROTENDIDO COM ALMA DE AO

ARMADO PONTA & BOLSA 750 3600 X X X X X X X X X X X X X X X X X X 18

COM ALMA DE AO

FERRO PONTA & BOLSA NBR 7675 ELSTICA 80 2000 X X X X X X X X X X X 11

DUCTIL

PRFV e PONTA & BOLSA NBR15536-1 ELSTICA 200 1600 X X X X X X X X X X X X X X 14

CPRFV

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CARACTERSTICAS MECNICASCARACTERSTICAS CARACTERSTICAS

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MATERIAL

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JUNTA

AWWA C-300 ELSTICA

AWWA C-301 ELSTICA

__________________________________________________________________

Bloqueio de adutoras

As guas contm em torno de 2% de ar dissolvido.

Esse ar em regies de baixa presso tende a ser liberado e se

acumula em pontos mais altos da tubulao, formando bolhas.

Se este no removido, a seo de escoamento fica reduzida:

__________________________________________________________________

Isso ocasiona a reduo da capacidade de escoamento na tubulao e at mesmo a interrupo do fluxo. Na regio da bolha de ar o escoamento se processa como se estivesse em um conduto livre

AR APRISIONADO EM PONTOS ALTOS DA ADUTORA Ressalto Hidrulico Forado A ao da gravidade no escoamento pode ocasionar uma sobrecarga, possibilitando assim a formao de um ressalto hidrulico. A Figura 1(a) mostra um bolso de ar aprisionado em um ponto alto de um conduto, com a gua em repouso. Quando em uma situao posterior h escoamento, processa-se com superfcie livre, estando o ar a presso constante ao longo do trecho, desde que sua velocidade seja pequena. Durante o escoamento, no trecho em declive do conduto, a passagem do escoamento sob presso a jusante faz-se por aumento gradual de altura de gua, ou, bruscamente por meio de ressalto hidrulico, fenmeno que desenvolve grande turbulncia ilustrado pela Figura 1(b) e (c) (Quintela, 1981).

Figura 1- Tubulao com bolsa de ar :em repouso(a); em movimento sem ressalto (b); em movimento com ressalto (c) (Quintela, 1981)

O conjunto de publicaes e informaes disponveis, bem como discusses efetuadas por diversos especialistas, enumeram os problemas listados abaixo, como sendo os principais que o ar ocasiona dentro de tubulaes:

a) A seo transversal efetiva do tubo reduzida pelos bolses de ar, resultando numa diminuio da capacidade de escoamento do tubo;

b) A maior parte das propriedades do fluido mudam, principalmente a densidade e

a elasticidade, em razo da mistura de ar e gua;

c) Bolhas de ar introduzem momento vertical no escoamento devido sua flutuabilidade e pode dessa forma causar efeitos significativos no campo de escoamento;

d) Em transientes hidrulicos, a presena de grandes bolses de ar resultam em

ondas de presso que so fortemente oscilatrias e deformadas. No entanto, descobriu-se tambm que pequenos acmulos de ar podem ter um efeito adverso nas presses transientes, na realidade, melhorando as ondas de presso;

a) O acmulo de ar em um sistema pode levar interrupo do escoamento e efeitos como transporte de bolses em ambos os sentidos do escoamento. Por exemplo: o ar acumulado em um ressalto hidrulico pode no ser capaz de se mover para jusante, e ao invs disso, cria um movimento contrrio ao escoamento atravs do ressalto. Isso pode levar vibrao e danos estruturais, alm de causar instabilidades da superfcie da gua;

b) Em tubulaes de ferro fundido e de ao no revestidas ou com falhas de

revestimento, a presena de ar aumenta a corroso por permitir mais oxignio disponvel para o processo;

c) Uma transio de escoamento em tubo parcialmente cheio a cheio pode

causar vibraes da estrutura sendo que, ondulaes no escoamento podem acompanh-la;

d) O ar pode causar leituras falsas em aparelhos de medio.

Vlvulas eliminadoras de ar com dois orifcios ou ventosa de trplice funo convencionais As vlvulas de ar combinadas ou de duplo orifcio, tambm so denominadas de ventosas de trplice funo. As principais funes das ventosas de trplice funo so: expelir o ar deslocado pela gua durante o enchimento de redes e adutoras, admitir ar durante o esvaziamento das redes e, expelir o ar continuamente durante a operao de redes e adutoras. Uma ventosa de trplice funo constitui-se de duas cmaras: uma com um orifcio A bastante grande que permite o escoamento de grandes vazes de ar e trabalha com altas presses, e outro, com um pequeno orifcio B que trabalha como uma ventosa simples, realizando a eliminao de ar formado durante a operao das bombas (Figura 2).

Figura 2 - Ventosa de trplice funo (Saint - Gobain).

Funcionamento: durante o enchimento da tubulao, o volume de gua cresce

lentamente. O ar escapa pelo orifcio A com um volume equivalente quantidade de

gua que entra na tubulao. J durante o esvaziamento ou ocorrncia de uma

depresso na tubulao, o flutuador 1 desce sob ao do prprio peso, liberando a

entrada de ar pelo orifcio A. Para o caso de sistemas de bombeamento, o ar que se

acumula na tubulao eliminado pelo orifcio B, como em uma ventosa simples

Existem diversos problemas relacionados a operao deste tipo de ventosas, entre os quais

se destacam:

a) Vedao insuficiente a baixas presses: para que se produza uma vedao perfeita junto ao anel elstico

localizado ao redor da circunferncia do orifcio, as dimenses da esfera devem ser perfeitas. Isso difcil de

alcanar na prtica e como forma de compensao, anis de assentamento macio so frequentemente

usados. Esses podem aderir ao flutuador e prejudicar a operao do orifcio;

b) Deformao e entupimento: a estrutura oca do tipo utilizado na esfera flutuante, as faz suscetveis distoro

e deformaes permanentes quando submetidas a altas presses e choques de carregamento. Constata-se que

na prtica o flutuador pode se alongar e aderir ao orifcio, impedindo-o de funcionar;

c) Fechamento prematuro: frequentemente referido como fechamento dinmico e

refere-se tendncia da vlvula ser fechada pelo flutuador a uma presso diferencial

muito baixa sem quaisquer descargas posteriores. Testes de altas taxas de volume

realizadas pelo CSIR (Council for Scientific and Industrial Research) na frica do Sul,

em certo nmero de vlvulas para remoo de ar comumente usadas, indicaram que,

em muitas delas, existia a propenso ao fechamento dinmico a presses diferenciais

baixas (3-5kPa). Isto estava bem abaixo do desempenho reivindicado pelos

fabricantes, no qual na maioria dos casos, especificava uma presso diferencial de

10kPa para ocorrncia do fechamento dinmico;

d) Limitao do tamanho do orifcio e seu efeito no desempenho: a descarga de

vlvulas de remoo de ar afetada pelo grande dimetro do orifcio. Alguns

fabricantes afirmam que o dimetro da esfera flutuante deve ser no mnimo trs vezes

o dimetro do orifcio, para no incorrer no risco de obstru-lo. Por razes econmicas,

isso resulta na escolha por parte do projetista de um orifcio menor e,

consequentemente, o desempenho de descarga adversamente afetado.

RECOMENDAO:EMPREGAR VLVULAS VENTOSAS DE ALTO DESEMPENHO CILNDRICAS

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O perfil da adutora determinante para a localizao deste

equipamento.

A norma recomenda um traado formado por trechos

ascendentes longos, com pequena declividade, seguido de

trechos descendentes curtos, com maior declividade

Isso facilita o acmulo de ar nos pontos mais altos e reduz o

arraste de bolsas de ar contrrias ao fluxo, facilitando a

localizao dos pontos de ventosa

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Descargas nas adutoras

Cuidados especiais devem ser tomados nos pontos baixos das

adutoras instalao de vlvulas de descarga para

proporcionar o esvaziamento completo do trecho da adutora.

A necessidade de esvaziamento ocorre na fase de pr-

operao (limpeza e desinfeco da tubulao) e para drenar a

linha quando alguma parte necessita de manuteno ou mesmo limpeza dos resduos slidos eventualmente

decantados aps algum tempo de uso.

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O escoamento deve ocorrer por gravidade (se no for possvel,

podem ser utilizadas bombas para completar o esvaziamento).

Dependendo do desnvel a velocidade do escoamento pode

ser muito elevada, devendo ter sua energia cintica dissipada.

O efluente deve ser encaminhado ao sistema receptor

(crregos e galerias de guas pluviais).

Outro inconveniente gerado pela alta velocidade a cavitao,

que pode danificar rapidamente a vlvula de descarga.

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Os dimetros dessas descargas so condicionados pelo tempo

requerido para esvaziamento do trecho da linha e pela

velocidade mnima necessria ao arrasto do material

eventualmente sedimentado.

Como regra prtica utiliza-se dimetro superior a 1/6 do

dimetro da tubulao (dd D/6).

3.2 - Condies de Drenagem das Tubulaes 3.2.1 - Esquema Bsico Onde : D = Dimetro da Linha a ser drenada

dV = Dimetro da Ventosa de Grande Orifcio dD = Dimetro da Descarga

D

D

dV

QAR dV

QAR

dD

QGUA

Z2

Z1

L1 L2

L = L1 + L2

- Dimetro das Descargas So dados pela seguinte expresso :

D/dD= ((KS*(2*g*ZM)*T)/2*L)

Onde : KS = Coeficiente de perda de Carga da Descarga para a Atmosfera ZM =(Z1 + Z2)/2 = Desnvel geomtrico Mdio do trecho a ser Drenado T = Tempo de drenagem do trecho L = L1 + L2 = Extenso do trecho a ser drenado

- Dimetro das Ventosas de Grande Orifcio Os dimetros das ventosas de grande orifcio so obtidos admitindo-se quie a vazo de ar (QAR) seja igual mxima vazo de gua drenada em cada ramal, ou seja :

QAR = QMX = 2,5*ZMX*(dD/4)

Com ZMX = Mximo entre Z1 e Z2 Por seu turno, admitindo-se escoamento isoentrpico na ventosa, segundo a Ref. 2.2, a vazo de ar dada por :

QAR = (Cd/AR)* (dV/4)*{7*pATM*AR *[(pI/pATM)1,429 - (pI/pATM)

1,71]} Onde :

Cd = 0,55 (Coeficiente de vazo da Ventosa)

AR = 1,4 Kg/m ( Densidade do Ar) pATM = 9,40 mca (Presso Atmosfrica Local, cota mdia de 740 msnm)

pI/pATM = 0,90 ( Relao Superior a 0,53 garante escoamento SUBSNICO c/ M < 1)

pI = Presso Interna Subatmosfrica = 0,90*9,40 = 8,46 mca (Absoluta) pI = Presso Interna Subatmosfrica = 8,46 -9,40= -0,94 mca (Absoluta)

Condies de Regime Permanente 3.3.1 - Verificao do Arraste de Ar Em condies de regime permanente, deve-se primeiramente verificar a capacidade de remoo hidrulica do ar acumulado em pontos altos, mediante a aplicao da expresso de KENT (Ref. 2.1):

V* = 1,36*(g*D*sen) Onde :

V*= Velocidade Crtica de arraste de Ar (m/s) g = Acelerao da gravidade (m/s) D = Dimetro da Tubulao (m)

= ngulo que o conduto forma com o plano horizontal a jusante do ponto alto em graus

Haver arraste hidrulico do ar dissolvido na massa lquida se a velocidade do escoamento for superior velocidade crtica. Esquematicamente: Forma-se o bolso de ar preso se V < V*

D

V

BOLSO DE AR PRESO

- Dimensionamento da Ventosa de Pequeno Orifcio As ventosas de pequeno orifcio so dimensionadas para garantir a remoo de ar aprisionado em pontos da linha onde o ar dissolvido na massa lquida tenha condies de se desprender e concentrar, formando bolses de ar. Como em condies normais a concentrao de ar dissolvido na gua de 2 %, pode-se admitir como vazo de ar pela ventosa esta mesma concentrao, qual seja, QAR = 0,02*QLINHA Por seu turno, o escoamento de ar pelo pequeno orifcio da ventosa se d sob condies de escoamento isoentrpico, sendo calculada atravs da seguinte expresso :

QAR = C*Y*AO*(2g*DP/AR) Onde : C = 0,60 - Coeficiente de Vazo do Orifcio

Y = Fator de Expanso do Gs na Garganta, funo da Relao P1/P2 e P1 = Presso Absoluta a Montante do Orifcio (Interior da Tubulao) P2 = Presso Absoluta a Jusante do Orifcio (Meio Externo)

= 1,4 Razo entre os Calores Especficos do Ar DP = P1 - P2 - Queda de Presso no Orifcio g = Acelerao da Gravidade

AR = Massa Especfica do Ar

Condies de Enchimento das Tubulaes Nos pontos da linha onde se detectou a necessidade de remoo mecnica de ar, a ventosa para expulso de ar dever tambm ter o seu grande orifcio dimensionado para a vazo de enchimento das tubulaes, que deve corresponder a uma velocidade mxima do escoamento de 0,30 m/s. A vazo de entrada de gua na linha deve ser igual vazo de sada de ar, limitando-se um diferencial mximo de presso na ventosa de 0,53*pATM, pois acima deste valor h o bloqueio da vazo e escoamento com choque. Se "D" o dimetro da linha e "dV" o dimetro da ventosa, impondo-se a a igualdade entre a vazo de enchimento (QE) e a Vazo de Ar pela ventosa (QAR), alm do mximo DH de 0,30 mca na ventosa, vem :

QE = VE*(*D2/4) = QAR = Cd *(* dV

2/4)*(2g*DH) Onde : = 0,30 m/s (Velocidade de Enchimento) = 0,60 - Coeficiente de Vazo do Orifcio Da expresso acima resulta ento :

D/dV =11,55