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Title in Portuguese: Modelagem computacional de ventosas automáticas de duplo efeito com abertura e fechamento não instantâneos como mecanismo de alívio do golpe de aríete
Title: Computational modeling of double effect automatic air valves, with non-instantaneous opening and closing as waterhammer protection devices
Author: Rodrigues, Marcus Vinícius Sousa
Advisor(s): Castro, Marco Aurélio Holanda de
Keywords: Recursos hídricos
Transitórios hidáulicos
Golpe de ariete
Issue Date: 30-Oct-2008
Citation: RODRIGUES, M. V. S. Modelagem computacional de ventosas automáticas de duplo efeito com abertura e fechamento não instantâneos como mecanismo de alívio do golpe de aríete. 2008. 150 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil: Recursos Hídricos)-Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2008.
Abstract in Portuguese: Durante fenômenos transitórios podem ocorrer pressões muito baixas nos trechos mais elevados de uma tubulação, correndo o acúmulo de ar que é arrastado pela água ocasionando sérios danos à tubulação. A presença de uma grande quantidade de ar na tubulação de um sistema de adução de água por recalque é a causa direta de redução da seção e como conseqüência tem-se a redução da capacidade de transporte, comprometendo seriamente o rendimento deste sistema. Os dispositivos mais modernos para o alívio do golpe de aríete trabalham com ar, dentre eles, os mais utilizados na prática são as ventosas automáticas, foco deste trabalho. A condição de contorno destas ventosas é bem complexa, resultando em uma equação não linear, além do fato de a área do orifício da ventosa variar linearmente com o tempo. Para resolver esta não linearidade aplicou-se o método da aproximação parabólica nos intervalos onde ocorre escoamento do ar em regime subsônico. Neste trabalho foram feitas simulações do transiente hidráulico para verificar a eficiência das ventosas automáticas de duplo efeito com abertura e fechamento não instantâneos como um mecanismo de alívio do golpe de aríete. As simulações foram feitas utilizando o software UFC6 produzido no Laboratório de Hidráulica Computacional (LAHC) da Universidade Federal do Ceará. As válvulas ventosas representam uma solução hidráulica satisfatória, pois, são equipamentos de fácil instalação e manutenção, além do fato de serem bem mais compensadores do ponto de vista econômico. Os resultados obtidos mostraram a eficiência deste mecanismo como alívio do golpe de aríete.
Abstract: During time dependent phenomena in pipelines, very low pressures may occur, mostly in points of dow elevations. In these cases, air accumulated in these points is carried out by the water flow and may damage the pipeline. This also causes reduction of the flow area and consequently, reduction of the flow itself. The most modern Waterhammer protection devices and among them, we find the air entry valves, which is the object of this work. The boundary conditions for these devices is very complex and results in a non-linear equations. Besides, we have to consider that the air flow cross-section area of the valves orifice varies linearly with time. In order to solve this non-linearity it was used the method of parabolic approximation for solving the equation in each interval of subsonic air flow. In the present work, several Waterhammer pipeline simulations were performed in order to verify the performance of the double effect automatic air valves, with non-instantaneous closing. The UFC6 computer software were used to accomplish these simulations. Air valves are a satisfactory hydraulic solution for the Waterhammer problem since they are cheaper than other devices and easy to install and mountain.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/17402
metadata.dc.type: Dissertação
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