Cálculo de pressões e vazões em redes hidráulicas

Abstract

Resumo: Nesta dissertação estuda-se o problema do cálculo de pressões e vazões em redeshidráulicas, através de alguns métodos numéricos amplamente difundidos. O estudodessas pressões e vazões pode levar à constatação da existência de pressões variáveis,dependendo de fatores físicos diferentes. A determinação e o cálculo das pressões evazões possivelmente existentes nos nós de redes de tubulações, pode ser elemento designificativo interesse por entidades que trabalhem com a mensuração dessas vazões epressões. O problema abordado, consiste na formulação do modelo matemático visandominimizar o tempo computacional e a utilização de alguns métodos numéricos: delinearização, de Newton-Raphson e de Gauss com pivoteamento. Os estudos foramconduzidos seguindo a aplicação do método da linearização em relação às vazões ebuscando a formatação dos cálculos através de programa computacional em linguagemPascal, o que propiciou o levantamento de informações que permitem a verificaçãodas pressões que possivelmente existem nos nós das redes. Foram realizados testes emduas redes hidráulicas com informações simuladas, relativo a uma rede malhada, naprimeira simulação e uma rede malhada com um trecho fictício, na segunda simulação,obtendo-se, com essas simulações, resultados, referentes às perdas de carga, velocidade,pressão e vazão existentes nas redes, que podem servir de base para aperfeiçoamento noprograma computacional, com intuito de incluir bombas e válvulas em seus cálculos ecorrespondentes aplicações em redes de distribuição de água, por usuários de companhiasque realizam a distribuição de água.

Abstract: In this work, it is studied the problem of pressures and flows in hydraulic nets, throughsome numeric methods. The study of the flows in nets of hydraulic pipelines theexistence of variable pressures is verified, depending on different physical factors. Inthe problems of determining the pressures and the flows wich occur in the knots ofpiping nets, can be a significant element of interest for entities that work with themeasurement of those pressures and flows. The problem approached also consists ofthe formulation of the mathematical model that aims at minimizing the computationaltime and the use of some numeric methods, namely, of linearizing, Newton-Raphsonand Gauss’s. The studies were led by following the application of the method of thelinearizing in relation to the flows, through computer program in Pascal language, whichhas provided information that allows the verification of the pressures existent in the netknots. Tests were accomplished in two hydraulic nets with simulate information. Withthe worked simulations, the results obtained can serve as a basis for improvement in thecomputer program, with the intention of including bombs and valves in its calculus andcorrespondent applications in nets of water distribution by users of companies of net ofwater distribuition.