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Tipo: TCC
Título: Influência de manobras de válvulas na identificação da rugosidade de tubulações em redes hidráulicas com dados transientes
Título em inglês: Influence of valve maneuvers on the identification of pipes’ rugosity in hydraulic networks with transient data
Autor(es): Cardoso, Daniel Pereira Araújo de Brito
Orientador: Araújo, John Kenedy de
Palavras-chave: Calibração;Otimização;Manobras de válvulas;Transiente hidráulico;Transiente Inverso;Algoritmo genético;Método das características
Data do documento: 2021
Citação: CARDOSO, Daniel Pereira Araújo de Brito. Influência de manobras de válvulas na identificação da rugosidade de tubulações em redes hidráulicas com dados transientes. 2021. 67 f. Monografia (Bacharelado em Engenharia Civil) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2021.
Resumo: Diante do aumento da complexidade das redes hidráulicas presentes nos grandes centros urbanos, análises simplistas do fenômeno físico que ocorre dentro das tubulações podem gerar diversos problemas. O primeiro deles é o subdimensionamento do sistema para possíveis aumentos ou diminuições das pressões dentro dos dutos provocados pelo transiente hidráulico. Outro ponto negligenciado é a qualidade da calibração dos parâmetros fundamentais da rede, tais como a rugosidade absoluta das tubulações, fato que pode levar a um rendimento abaixo do esperado do sistema. Nesse contexto, a fim de tornar a análise mais fidedigna, o processo como um todo se torna bem mais complexo, sendo necessárias novas abordagens para solucionar tais problemas de dimensionamento e calibração. Um deles é o Método Transiente Inverso aliado a um algoritmo genético (MTI-AG), o qual permite a resolução do problema inverso encontrado em redes hidráulicas cujos parâmetros são desconhecidos. Baseando-se em conceitos como transiente hidráulico, Método das Características, otimização e calibração, é possível contornar a complexidade imposta por um problema com tais características. Desse modo, o presente estudo busca entender melhor como se dá a influência das manobras de válvulas, as quais podem ser responsáveis pela ocorrência do transiente hidráulico, no processo de calibração do parâmetro rugosidade absoluta utilizando o MTI-AG. Nessa perspectiva, percebeu-se que, para as manobras e as redes analisadas, os resultados da calibração divergem a depender da velocidade de fechamento da válvula e do tamanho da rede. Contudo, não é possível, baseando-se nesse estudo, afirmar categoricamente qual manobra é a mais indicada para determinada situação. Tal fato se deve à necessidade de se realizar inúmeras outras simulações envolvendo diversos outros tipos de manobras de válvulas e de redes hidráulicas, a fim de se perceber e se estabelecer padrões de resultados.
Abstract: In view of the increasing complexity of the hydraulic networks present in large urban centers, simplistic analyzes of the physical phenomenon that occurs inside the pipes can generate several problems. The first one is the undersizing of the system for possible increases and decreases in pressures inside the ducts caused by the hydraulic transient. Another neglected point is the quality of the calibration of the fundamental parameters of the system, such as the pipes’ absolute roughness, a fact that can lead to a lower performance of the system than expected. In this context, in order to make the analysis more reliable, the process as a whole becomes much more complex, requiring new approaches to solve sizing and calibration problems. One of them is the Inverse Transient Method combined with a genetic algorithm (ITM-GA), which allows the resolution of the inverse problem found in hydraulic networks whose parameters are unknown. Based on concepts such as hydraulic transient, Method of Characteristics, optimization and calibration, it is possible to bypass the complexity imposed by a problem with such characteristics. Thus, this study seeks to better understand how the valves maneuvers influence, which are many times responsible for the occurrence of the ‘hydraulic transient, in the calibration process of the absolute roughness parameter using the ITM-GA. In this perspective, it was noticed that, for the maneuvers and the networks analyzed, the calibrations’ results differ depending on the sealing speed of the valve and the size of the network. However, it is not possible, based on this study, to state categoically which maneuver is the most appropriated for a given situation, since others simulation involving several other types of valves maneuvers and hydraulic networks must be done, in order to perceive and stablish result patterns.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/60392
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