Análise de transientes hidráulico sem sistema de adução de água por bombeamento

Abstract

Pela relevância dos sistemas de transporte de fluido no cotidiano e pelos potenciais danos (mais ou menos gravosos) que podem ocorrer durante o transporte do fluido, verifica-se a conveniência do estudo relativo aos fenômenos físicos ligados a esses sistemas. Mais especificamente: transientes hidráulicos. Perturbações no regime de escoamento do fluido tais como as decorridas de manobras de válvulas e paradas de bombas hidráulicas são comuns nos sistemas de transporte em geral, e é pela formação de ondas de pressão que se dá o ajuste das condições de fluxo do fluido transportado. Essas perturbações fazem com que o fluido escoe com variações de velocidade e pressão no tempo e no espaço, dando origem ao fenômeno do fluxo transitório, também conhecido como transiente hidráulico. Soares et al.(2013) analisaram o fluxo transitório em um sistema de bombeamento de água causado pelo desligamento de uma das bombas da estação elevatória de Prado –Instituto Politécnico da Guarda (IPG), localizada em Guarda, Portugal. Em seus estudos, foram realizadas saídas de campo para coleta de dados referentes à pressão interna da tubulação no momento em que ocorria o transiente hidráulico e de dados da taxa de fluxo em estado permanente. O presente trabalho buscou realizar a modelagem do sistema hidráulico no estudo de caso apresentado em Soares et al.(2013) e a comparação dos dados adquiridos em campo pelos autores com os resultados numéricos obtidos através do software comercial ALLIEVI. Neste trabalho, foram construídos sete cenários diferentes com o intuito de avaliar suas condições de contorno em relação às respostas de pressão em um ponto logo após a bomba de sucção; a influência do tipo de fechamento da válvula de retenção, seja instantâneo ou conforme a curva de fechamento apresentada; e a influência da descarga livre para a atmosfera. A comparação entre os dados gerados nas simulações e os dados obtidos em campo mostrou que a teoria clássica do golpe de aríete é imprecisa para a descrição do comportamento das variações de pressão no interior do sistema hidráulico. Porém, os primeiros valores de pico de pressão, máximo e mínimo, são descritos de forma satisfatória nas simulações. Em geral, pelos dados obtidos através das simulações e pela literatura consultada, observa-se que o uso de softwares como o Allievi é recomendável, principalmente, para estudos de sistemas em fase de projeto, pois os resultados gerados são majorados, o que é significativo para a segurança do sistema.