Manual UFC6 - Universidade Federal do Ceará
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1. contorno apresentados Para posterior implementa o est o os seguintes elementos Ventosa V lvula de Controle Sa da Livre e Extremidade Fechada Dessa forma o modelo mostra flexibilidade somente nos n s internos pois aceita para o primeiro n o contorno Reservat rio de Montante Bomba e V lvula de Reten o e para o ltimo o Reservat rio de Jusante O sistema a ser avaliado deve possuir no m ximo 31 n s portanto 30 trechos O UFC6 permite no m ximo 80 subdivis es por trecho Se esse n mero for excedido o programa interrompe a execu o do c lculo e sugere o n mero de divis es a ser efetuada C 5 CR DITOS Sob a orienta o do Ph D Marco Aur lio Holanda de Castro Professor do Departamento de Engenharia Hidr ulica e Ambiental da Universidade Federal do Cear as atividades de pesquisa para a elabora o do modelo computacional UFCO foram iniciadas no ano de 1999 como tema da disserta o de mestrado do Rodrigo Magalh es Neiva Santos Retomados os trabalhos em 2004 hoje parte integrante da presente disserta o de mestrado UFC6 Software para c lculo de transientes hidr ulicos Vers o 1 0 Marco 2006 Direitos resevados Marcus Paulo Rosa Barbosa Msc marcusprb hotmail com Rodrigo Magalhaes Neiva Santos Msc neivarodrigoG hotmail com Sob orienta o de Marco Aur lio Holanda de Castro PhD marcoQOufc br Figura C 20 Cr ditos UFC62. rea do Oficio ct Press o de Reguisgem da W lyuls anca DK Cancela Figura C 10 Formul rio V lvula de Al vio Dados da Valvula de Alivio Considera es Coeficiente de descarga Varia o entre 0 5 e 0 6 rea do orif cio cm Press o de regulagem da V lvula mca Chamin de Equil brio 86 Chamin de Equilibrio Eg Dados da Chamin Difimeto mk Hivel de gua mt Dados do Tubo de Liga o Dikmeteo mm Cosficienha de Perda na Entrada DK Cancela Figura C 11 Formul rio Chamin de Equil brio Dados da Chamin de Equil brio Considera es Di metro do Chamin de equil brio m O programa considera um TAU de base cil ndrica N vel de gua inicial m Altura relativa base da chamin Di metro dos tubos de liga o mm Coeficiente de perda de carga localizada Salvando o projeto Ap s executar o procedimento de entrada de manual de dados o usu rio poder salvar o projeto acessando o menu Arquivo gt Salvar Projeto O Programa ir salvar os dados do projeto em um arquivo no formato Transientes Hidr ulicos pth cujo nome ser dado pelo usu rio e servir para a posterior entrada autom tica de dados C 2 2 Entrada Autom tica de Dados O usu rio pode optar tamb m pela entrada de dados autom tica Para isso dever utilizar arquivos de formato Transientes Hidr ulicos pth PRONTO Adutora Sertaneja pth Notepad Fie
3. 156 N de Rota es da Bomba rpra ason vaz o por Bomba am Regime Pesmanena mjs 0 0158 Akura Mancem trica do Sirtema m li 67 00 Rota o de Maior Efici ncia rpm 2500 Rendimento por Bomba entre De dj 0 6800 ke a Momento de In rcia das Massas Grant s k m3 0 7200 Dk Cancela Figura C 7 Formul rio Bomba Dados da Bomba N mero de Bombas em Paralelo Vaz o total do sistema m s N mero de rota es da bomba rpm Tempo de dura o da simula o s Vaz o da bomba em regime permanente m s Altura manom trica do sistema m Rota o de maior efici ncia rpm Rendimento por bomba Momento de in rcia das massas girantes kg m Considera es Soma da vaz o de todas as bombas Tempo total de simula o do fen meno transit rio Esse tempo limitado capacidade de armazenamento de informa es do programa que por sua vez fun o do tempo computacional e do n mero de se es a simular Vaz o de cada bomba em paralelo antes do corte de energia estado permanente Altura geom trica de recalque mais a perda de carga total do sistema Rota o de maior rendimento Valor entre 0 e 1 Soma do momento de in rcia da bomba com o do motor Dispositivos de atenua o do golpe de ariete O usu rio dever indicar se ha dispositivo de al vio do golpe ariete Os dispositivos disponibilizados pelo programa s o Tanque de Alimenta o Unidi
4. Et Format Vew Hep E ET ADUTORA ERTANEJA a lise do transtente hidrauit kaktk kak k k k k k k kHOODHOVHOGOOOD RRREKRRRARKN KR KN KR KAKA WONN DNA ANO O OMI AA AAA Figura C 12 Entrada Automatica de Dados Arquivo Transientes Hidraulicos pth O formato pth re ne todas as caracter sticas do projeto de modo que se utilizado como entrada o usu rio dever apenas executar o c lculo do transiente hidr ulico Comp em o formato pth exemplo acima Linhas Identificador Descri o Nome do projeto Descri o do projeto N mero de trechos Dados dos trechos Comprimento m Di metro m Espessura das paredes da tubula o m Cota de montante m e Cota de jusante m Dados dos trechos Material da tubula o Tipo de Ancoragem Coeficiente de Poisson M dulo de Elasticidade do Material GPa e Rugosidade da tubula o mm ver Tabelas C 1 e C 2 Dados dos n s elementos de contornos Cada elemento de contorno possui um n mero identificador e dados espec ficos ver Tabelas C 3 Par metros do projeto Tempo de dura o da simula o s m dulo de elasticidade volum trica do fluido GPa densidade do fluido kg m N mero de divis es do ltimo trecho e Viscosidade cinem tica do fluido m s Material da Tubula o 0 A o 1 Concreto 2 Ferro Fundido 3 PVC R gido 4 Outro Tabela C 1 Identificadores Material da Tubula o I
5. o gr fico que mostra a varia o das caracter sticas de cada dispositivo como n vel de gua m volume de gua m vaz o m s e volume de ar m Esses gr ficos podem ser fornecidos atrav s do bot o Resultados do formul rio Dados do N B6 One Way N6 12 E m Tempo 5 Op es de gr fico O VanacZo do nivel da gua jm E VYaisphodo voum da fous nr Figura C 18 Formulario Grafico One Way O usu rio poder proceder de forma an loga para o caso da visualiza o do transit rio nos n s acessando o menu Visualizar gt N s Anima o das press es na adutora Pode se observar uma anima o do comportamento das press es na adutora Velocidade de Visualiza o Iniciar Fauta Totagi Tempo O Figura C 19 Formul rio Anima o das Press es na Adutora Salvando os Resultados Ap s executar o procedimento de c lculo o usu rio poder salvar os resultados bastando para isso acessar o menu Arquivo gt Salvar Resultados O Programa ir salvar o resultado da simula o em um arquivo no formato de texto txt cujo nome ser dado pelo usu rio C 4 LIMITA ES DO MODELO O UFC6 calcula apenas transientes hidr ulicos gerados por interrup o do bombeamento n o permitindo para a atual condi o a an lise dos mesmos em sistemas por gravidade Por estar em desenvolvimento o programa n o disp e de todos os elementos de
6. padr o Para todos os materiais exceto Outro os valores de M dulo de Elasticidade GPa de Rugosidade mm e do Coeficiente de Poisson s o pr determinados Tipo de Ancoragem da Tubula o Conduto r gido Ancorado contra movimento longitudinal Uma extremidade ancorada Com juntas de dilata o Valor padr o Existe ainda a op o de o usu rio entrar com valores de Celeridade e Fator de Atrito de Darcy Weisbach espec ficos clicando nas respectivas caixas de sele o Adicionando dados dos n s O usu rio poder adicionar as caracter sticas desse n atrav s do formul rio Dados do N Para tal existem duas formas de adicionar contornos aos n s 1 Ao mover o cursor do mouse para perto de um n at este ser selecionado cor vermelha e clicando com o bot o direito 2 Clicar com o bot o direito do mouse no icone referente ao contorno desejado na barra de ferramentas e em seguida clicar com o bot o esquerdo do mouse no n O usu rio dever selecionar o contorno desejado atrav s da lista dropdown da caixa de texto e especificar os dados referentes ao contorno clicando no bot o gt gt E Dados do N M 5 CoadoM Cora o de Cortona do Kit Chamin de Equil brio Especifica o gt DE Cancel Figura C 6 Formul rio Dados do N Reservat rio de Montante Bomba e V lvula de Reten o E Bomba K ce Bombas em Fansleko Vaz o Total do Sistema mtis jo
7. rio ser carregado O usu rio dever clicar no bot o OK e esperar at que a barra de processamento atinja 100 Logo ap s poder verificar os resultados da simula o clicando no bot o Resultados gt gt C lculo da Transit rio ETI 100 EEE Resultados gt gt Figura C 13 Formul rio C lculo do Transit rio Envolt rias de press o m xima e m nima na adutora O usu rio pode visualizar os resultados da simula o atrav s das envolt rias de press o m xima e m nima na adutora l LIFC6 Software para Cak ako de Transientes Hidisatces PROJETO ADUTORA SERTANE JA FE mao Parnimetros voim Anse sx Dedo ELSAYYw Qdns XIV Ye Figura C 14 Envolt rias M ximas e M nimas Calculadas Acessando o menu Visualizar gt Envolt rias programa fornece tamb m a press o m xima e m nima em toda a adutora durante o transit rio hidr ulico asi 420 ann E a 380 Li 0 Gou de 320 E 00 L san 250 zan Cota Piezom tnca Mona mt 425 25 Cota Piezom tica Minima mb 287 53 Figura C 15 Formul rio Envolt rias Planilhas Atrav s do menu Visualizar gt Planilhas ou do cone Planilha da barra de ferramentas o usu rio pode verificar o resumo de c lculo por trecho e por n bastando clicar na guia superior de cada planilha Aara Par metros Vows Ap s x eri EAA TELLARA S Piaras dou Trechos KIBA YET Figura C 16 Formulario Planilhas Resultados po
8. UFC6 Manual de Utilizacao C 1 INTRODU O O programa UFC6 Vers o 1 0 parte integrante da Disserta o de Mestrado intitulada Modelagem Computacional de Dispositivos de Atenua o do Golpe de Ariete em Adutoras O programa foi desenvolvido com o objetivo de determinar o comportamento do transit rio hidr ulico em tubula es de recalque de gua utilizando se do M todo das Caracter sticas e das equa es caracter sticas de equipamentos normalmente encontrados nos sistemas hidr ulicos Procurou se desenvolver um programa de f cil utiliza o e que possibilite o usu rio visualizar o comportamento das ondas de sobrepress o e subpress o decorrentes do fen meno transit rio al m de verificar a influ ncia de diversos dispositivos de atenua o dos golpes de ar ete C 2 ENTRADA DE DADOS O programa UFC6 Vers o 1 0 de facil utiliza o e visualiza o dos resultados Pode se dar in cio procedimento de entrada de dados de duas formas diferentes utilizando se um arquivo de entrada de dados nos formatos de texto txt ou Transientes Hidr ulicos pth ou ainda digitando se um a um os dados de entrada necess rios para se efetuar o c lculo do golpe de ar ete O usu rio pode optar pela entrada manual bastando para isso dar in cio a entrada de dados Escolhida essa op o deve se digitar um a um os dados necess rios Esse procedimento demorado e suscept vel a erros por esse motivo recomen
9. da se na medida do poss vel a utiliza o de estrada autom tica de dados C 2 1 Entrada Manual de Dados Carregando um perfil Atrav s do menu Arquivo gt Carregar Perfil o usu rio pode acessar o formul rio Carregar Perfil devendo entrar com os dados necess rios para o tra ado do perfil da adutora Tais dados s o N mero de trechos comprimentos m di metros m e cotas de montante e jusante m E Carregar Perfil E Quantidade de Trechos 23 Importar Salvar Techo _Conpim Dib m Cota Mort mi Cota Jusim 1 500 DO 0150 25200 22 70 2 0 00 02 150 Ps 251 20 400 00 0150 251 20 Pati 4 moon PRE 26700 A6 00 5 Bo DO a150 246 00 Er La 400 00 0150 Era Do 253 20 7 E 0150 2E 25350 00 00 01150 253 50 260 00 J 400 00 150 250 00 23 10 EO DO 150 27a 0 Era mo aj Cancela Figura C 1 Formul rio Carregar Perfil O usu rio tanto poder digitar os dados diretamente na tabela como tamb m importa los de um arquivo de texto txt clicando no bot o Importar ATEN O O usu rio tamb m poder salvar em arquivo de texto txt os dados digitados diretamente na tabela clicando no bot o Salvar Para tal deve se certificar que a configura o do s mbolo decimal nas op es regionais do painel de controle do computador em uso seja a op o ponto O arquivo gerado poder ser importado pelo formul rio para a entrada autom tica de dados e tem o seguinte f
10. dentificador Tipo de Ancoragem 0 Conduto rigido 1 Ancorado contra movimento longitudinal 2 Uma extremidade ancorada 3 Com juntas de dilata o Tabela C 2 Identificadores Material da Tubula o Identificador Tipo de Ancoragem Oo Reservat rio de montante Reservat rio de jusante Res de Montante bomba e v lvula de reten o TAU ou One Way Chamin de Equil brio Reservat rio Hidropneum tico Ventosa V lvula de al vio V lvula de controle o ON OTO RE GoONa Sa da livre Extremidade fechada O Jun o Elementos de contorno a serem implementados posteriormente Tabela C 3 Identificadores Elementos de Contorno OBS O usu rio dever inserir os dados espec ficos de cada elemento de contorno no arquivo de formato pth na mesma ordem em que foram apresentados Do exemplo Linha 50 refere se ao Reservat rio de montante bomba e v lvula de reten o identificador 2 Linha 51 refere se aos dados espec ficos do Reservat rio de montante bomba e v lvula de reten o Linhas 52 a 73 referem se Jun o identificador 11 Linha 74 refere se ao Reservat rio de jusante identificador 1 C 3 C LCULO DO TRANSIENTE Finalizada a entrada de dados o usu rio pode dar in cio o processo de c lculo propriamente dito Para isso basta clicar no bot o Executar localizado na barra de ferramentas O formul rio C lculo do Transit
11. ormato pri po po po po po po po po pon HHHH H H H H H H pa pa pon LA LA LA LA LA LA LA LA LA LA LA LA LA LA LA LA LA LA LA LA LA LA LA gt a a D a a a a a a 0 a Figura C 2 Entrada Manual de Dados Arquivo Texto txt Clicando se em OK no formul rio Carregar Perfil tra ado o perfil da adutora Y roro Prieto Ands 61 RA TRL yyo odu Figura C 3 Perfil Carregado Parametros do projeto Atrav s do menu Par metros o usu rio pode acessar o formul rio Par metros do Projeto devendo entrar com os dados necess rios para o c lculo do transiente Tais dados s o Nome do projeto descri o do projeto se necess rio tempo de dura o da simula o s n mero de divis es do menor trecho m dulo de elasticidade volum trica do fluido GPa densidade do fluido kg m Viscosidade cinem tica do fluido m s Os valores referentes aos tr s ltimos par metros correspondem ao fluido verificado O UFC6 utiliza gua como fluido padr o E Par metros do Pro jeto TU Disdos do Projeto Parimatno da Projeto Tempo de dura o da sima o lak E0 Mi Divis es do menor trecho E M dhulo da Elasticidade Voksmdtica do Fkida Gpak 2 19 Densidade do Fklido kg h 398 20 Viscosidade Cinem tica do Fido m 3k 0 000001 DE Cancela Figura C 4 Formul rio Par metros do Projeto N me
12. r Secao Em seguida atrav s do menu Visualizar gt Se es o usu rio poder visualizar o comportamento do transit rio hidr ulico em cada se o da adutora Esse formul rio apresenta duas op es de visualiza o do transit rio carga m e vaz o m s De acordo com o op o de gr fico e a se o selecionadas pode se verificar os seguintes dados Cota Piezom trica M xima m Cota Piezom trica M nima m Press o no Estado Permanente mca Press o M xima no Estado Transiente mca Press o M nima no Estado Permanente mca Vazao Maxima no Estado Permanente mca Vazao Minima no Estado Permanente mca O usu rio poder optar tamb m por salvar no formato de texto txt um relat rio de cotas e press es ou de vaz es para todos as se es da adutora clicando no bot o Salvar Arquivo txt 4 Resultados por Se o 1 Op o de gr fico F Carga Em RT Cota PFiozom lnica mi Tempo Dispositivo Cota Peezom trica ki jeama mt 425 25 oo e N o h dispositivo Cota Prezom trica Minima im 287 83 Preso n E indo Pesmanenha jaca 167 00 Gr fico do Dieposilivo gt gt Prast o Hi ama n E Hado Transient jamca 171 25 Press o Minima no Estado Transtente meat 33 53 Relat rio f Colas e Pirate Vaes Paso de Virusiza o Bo Figura C 17 Formul rio Resultados por Se o Ainda atrav s do bot o Gr fico do Dispositivo poss vel acessar
13. recional TAU ou One Way 86 One Way EJ Dados do Orewa Di metro mit Nivel de gua inici me Dados dos Tubos de Liga o Cifmatro mant Coehcemte de perda localizada Ok Cancela Figura C 8 Formul rio One Way Dados do TAU Diametro do TAU m Considera es O programa considera um TAU de base cil ndrica N vel de gua inicial m Altura relativa base do TAU Di metro dos tubos de liga o mm Usualmente para garantir o pleno funcionamento do dispositivo os projetistas dimensionam dois tubos de liga o de di metros iguais O usu rio do UFC6 precisa apenas inserir o di metro de um dos tubos que o programa calcular o di metro equivalente dos dois tubos Coeficiente de perda de carga localizada Reservat rio Hidropneumatico Ej Reservat rio Hidropneum tico EJ Ala do Res Hacpneumalico m j Anea da se o ranswenal m Duantdada da AJ nas Condgtes Inicis A DE Cancela Figura C 9 Formul rio Reservat rio Hidropneum tico Dados do Res Hidropneum tico Considera es rea da base m O programa considera um reservat rio de base cil ndrica Altura m Dist ncia da base at a parte superior Quantidade de ar nas condi es Porcentagem de volume de ar do iniciais Yo reservat rio hidropneum tico nas condi es iniciais regime permanente V lvula de Al vio 156 Valvula de Al vio ka Coeficiente de Descarga
14. ro de divis es do menor trecho a verificar Como o m todo utiliza o mesmo intervalo de tempo computacional para todos os trechos do sistema deve se escolher um trecho no caso o de menor comprimento para se padronizar esse intervalo de tempo Assim o programa necessita saber em quantos segmentos o menor trecho ser dividido O programa calcula ent o o intervalo de tempo computacional entre as se es desse trecho e assume igual para os demais trechos do sistema Para isso o programa ajusta o valor da celeridade de onda fazendo pequenas altera es em seus valores Adicionando dados dos trechos Ao mover o cursor do mouse para perto de um trecho at este ser selecionado cor vermelha e clicando com o bot o direito o usu rio poder adicionar as caracter sticas desse trecho atrav s do formul rio Dados do Trecho E Dados do Trecho ES Trecho KE 5 Hlatariak PWE Rigido YE Condi es de Assenl manto lAncotado contra mov longitudinal Compimanto m BOD 00 Di metro mk OCHE Modiuo de Estastiodisde GPa LILI Espessuis mb 0 0068 Rugosudlade ml E An dao Cost de Poisson UU 41 OK Cancela DP Especificar Celendade pon M Especificar Fator de ino Danywenbach monn Figura C 5 Formulario Dados do Trecho Por meio de duas caixas de texto com listas dropdown o usu rio poder selecionar Tipos de Material da Tubula o A o Concreto Ferro Fundido PVC Ri gido Outro Valor
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