| Título: | Modelagem de transientes hidráulicos da adutora de água tratada AAT.TAQ.010 utilizando o software Openflows Hammer |
| Autor(es): | Vilela, Felipe Alexandre Silva |
| Orientador(es): | Soares, Alexandre Kepler |
| Assunto: | Escoamento (Engenharia) Reservatórios |
| Data de apresentação: | 2023 |
| Data de publicação: | 17-Jun-2026 |
| Referência: | VILELA, Felipe Alexandre Silva. Modelagem de transientes hidráulicos da adutora de água tratada AAT.TAQ.010 utilizando o software Openflows Hammer. 2023. 69 f., il. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Ambiental) — Universidade de Brasília, Brasília, 2023. |
| Resumo: | Os transientes hidráulicos referem-se às variações rápidas e temporárias de pressão,
velocidade e vazão em um sistema devido a mudanças abruptas em sua operação ou ações
externas. As mudanças abruptas de pressão ou vazão se propagam através da tubulação
como uma onda de choque, originando efeitos que tendem a ser mais intensos à medida
que essas variações se tornam mais rápidas. Portanto, diversos dispositivos de proteção
foram criados para evitar grandes variações na adutora, que são danosas às tubulações e
conexões da adutora.
O objetivo desse projeto foi realizar a simulação de transientes hidráulicos na
adutora AAT.TAQ.010, localizada na região administrativa Lago Norte em Brasília, que
conduz água tratada do Reservatório Lago Norte, RAP.LNT.001, para o Reservatório
Taquari, RAP.TAQ.001.
A adutora desse projeto possui uma extensão de sete quilômetros,
aproximadamente, com dois reservatórios hidropneumáticos (RHO’s) como dispositivos de
proteção contra transientes. Cinco cenários foram simulados visando verificar as condições
de operação do cenário e a possibilidade de utilização de outros dispositivos. O primeiro
cenário simulou a adutora sem nenhum dispositivo de proteção, para ter maior
compreensão da necessidade dos dispositivos; o segundo contou com a presença das
ventosas existentes na adutora; o terceiro simulou os dois RHO’s e as ventosas presentes
na adutora; o quarto simulou a utilização do volante de inércia; e o quinto a utilização de
um RHO com a menor dimensão possível que controlasse o transiente.
O software utilizado para as simulações foi o OpenFlows Hammer, desenvolvido
pela Bentley®, que utiliza o Método das Características (MOC) para simulação dos
condutos forçados em regime transiente. O MOC possibilita a descrição do transiente,
transformando as equações diferenciais parciais não lineares em equações explícitas que
podem ser assimiladas em código computacional.
Verificou-se pelo resultados obtidos: a necessidade dos dispositivos de proteção
pelos cenários 1 e 2, uma vez que apresentaram resultados de pressão que não seriam
suportados pelas conexões da adutora; a eficácia dos dispositivos presentes na adutora; a
possibilidade de utilização de um volante de inércia de 50 kg.m²; e o menor volume total
do RHO que foi de 5600 litros, o qual consegue reduzir os efeitos dos transitórios. |
| Abstract: | Hydraulic transients refer to rapid and temporary variations in pressure, velocity,
and flow within a system due to abrupt changes in its operation or external actions. The
sudden changes in pressure or flow propagate through the pipeline as a shock wave,
causing effects that tend to be more intense as these variations become faster. Therefore,
several protection devices have been created to prevent significant variations in the main
pipeline, which can be harmful to the pipelines and connections.
Abrupt changes in pressure or flow propagate through the pipeline as a shockwave,
leading to effects that tend to be more intense as these variations become faster. Therefore,
several protective devices have been created to prevent large variations in the pipeline.
The objective of this project was to perform the simulation of hydraulic transients
in the pipeline AAT.TAQ.010, located in the administrative region of Lago Norte in
Brasília, which conveys treated water from the Lago Norte Reservoir, RAP.LNT.001, to
the Taquari Reservoir, RAP.TAQ.001.
The pipeline in this project has an extension of approximately seven kilometers,
with two hydropneumatic devices used as protection against hydraulic transients. Five
scenarios were simulated to verify the operating conditions and the possibility of using
other devices. The first scenario simulated the pipeline without any protection devices, to
better understand the need for such devices; the second scenario included the presence of
existing air valves in the pipeline; the third scenario simulated the two hydropneumatic
devices and the air valves present in the pipeline; the fourth scenario simulated the use of
the inertia wheel; and the fifth scenario involved using a hydropneumatic device with the
smallest possible dimensions to control the transient.
The software used for the simulations was OpenFlows Hammer, developed by
Bentley®, which uses the Method of Characteristics (MOC) to simulate transient flow in
forced conduits. The MOC enables the description of transients by transforming non-linear
partial differential equations into explicit equations that can be assimilated into
computational code.
The results obtained showed: the need for protection devices in scenarios 1 and 2,
as they presented pressure results that would not be supported by the pipeline connections;
the effectiveness of the devices already present in the pipeline; the possibility of using a 50
kg.m² inertia wheel; and the smallest total volume of the hydropneumatic surge tank,
which was 5600 liters, capable of reducing the effects of the transients. |
| Informações adicionais: | Trabalho de Conclusão de Curso (graduação) — Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2023. |
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