Volume 35, N 2 - novembro 2014
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DOI:10.5894/rh35n2-5
Este artigo foi apresentado no 12
Congresso da gua e selecionado para submisso e possvel
publicao na Recursos Hdricos, tendo sido aceite pela Comisso de
Editores Cientficos Associados em 30 de maio de 2014. Este artigo
parte integrante da Revista Recursos Hdricos , Vol. 35, N 2, 55-66,
novembro de 2014.
Regimes transitrios em sistemas elevatrios com perfis horizontais
Hydraulic transients in pumping systems with horizontal profiles
Joo DELGADO1, Ddia I. C. COVAS2, Antnio B. de ALMEIDA3
1 - Bolseiro de investigao,
Dept. de Engenharia Civil, Instituto Superior Tcnico, Universidade de
Lisboa. Av. Rovisco Pais, 1049-001 Lisboa, Portugal. Email: joao.borga.delgado@ist.utl.pt
2 - Professora Associada, Dept. de Engenharia Civil, Instituto
Superior Tcnico, Universidade de Lisboa. Av. Rovisco Pais, 1049-001
Lisboa, Portugal. Email: didia.covas@tecnico.ulisboa.pt
3 - Professor Emrito, Dept. de Engenharia Civil, Instituto Superior
Tcnico, Universidade de Lisboa. Av. Rovisco Pais, 1049-001 Lisboa,
Portugal. Email: betamio.almeida@.ist.utl.pt
RESUMO
O presente documento pretende discutir os efeitos associados ao uso de
reservatrios hidropneumticos na proteo de regimes transitrios em
sistemas elevatrios. Foi desenvolvido um modelo matemtico
unidimensional baseado na teoria clssica do golpe de arete, sendo as
equaes base resolvidas atravs do Mtodo das Caractersticas. Este
modelo incorpora o elemento bomba descrito atravs dos parmetros de
Suter, o reservatrio hidropneumtico descrito pelo lei politrpica dos
gases e uma formulao para descrever as perdas de carga em regime
varivel. O modelo foi testado utilizando medies de presso durante a
ocorrncia de regimes transitrios em laboratrio. Os regimes
transitrios decorreram da paragem sbita do grupo eletrobomba devido a
um corte de corrente eltrica. Os dados recolhidos foram comparados com
os resultados obtidos atravs do modelo matemtico e utilizados para
calibrar os respetivos parmetros Observou-se que o reservatrio
hidropneumtico ligado ao circuito hidrulico induz presses em regime
transitrio superiores s observadas quando este dispositivo no se
encontrava ligado ao sistema.
Palavras-chave: regimes transitrios,
bombas centrfugas, vlvula de reteno, Mtodo das Caractersticas.
ABSTRACT
The current paper aims to discuss the main uncertainties associated
with the hydraulic transient modelling of pumping systems with and
without surge protection. A one-dimensional hydraulic transient solver
was developed based on the classic water hammer theory and solved using
the Method of Characteristics. This solver incorporates the
pump-element described by Sutter parameters, the pressurized surge tank
described by the polytropic process and a formulation to describe the
unsteady-state friction losses. The model was tested using transient
pressure data collected from one laboratory hydraulic circuit.
Transients were generated by the sudden stoppage of the pump due to
failure of the power grid. Collected data were compared with the
results of the numerical modelling and used to calibrate model
parameters, and a good agreement was obtained. Some tests with the
hydropneumatic vessel connected lead to higher pressure surges than
when there was no protection in the system.
Keywords: hydraulic transients,
centrifugal pumps, check valve, Method of Characteristics.
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