Equação para o Método Iterativo do Gradiente Hidráulico Alternativo (MIGHA) na calibração do fator de atrito (Equation for the Alternative Hydraulic Gradient Iterative Method of the for the Friction Factor Calibration)

8 Pages Posted: 13 Feb 2018

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Alessandro Araújo Bezerra

Universidade Federal do Piauí

Marco Aurelio Holanda de Castro

Federal University of Ceara

Renata Shirley de Andrade Araújo

Universidade Federal do Piauí (UFPI)

Date Written: November 30, 2017

Abstract

Portuguese Abstract: Este trabalho tem por objetivo principal a apresentação de uma nova formulação para a calibração do fator de atrito da equação universal da perda de carga utilizando o Método Iterativo do Gradiente Hidráulico Alternativo (MIGHA) considerando, ainda, o cálculo da rugosidade absoluta pela equação de Swamee-Jain. Com o passar do tempo, devido ao envelhecimento das tubulações das redes de água, suas características, como rugosidades, se alteram, gerando dificuldades na análise, operação e manutenção das redes. O método foi aplicado, com auxílio do Epanet2.dll para as simulações hidráulicas, em uma rede fictícia. Foi testada a influência da rugosidade inicial adotada, do número de nós com dados de pressão conhecidos e da posição deles, além de trechos com vazões conhecidas. Para o teste da influência da rugosidade inicial foi desenvolvida uma sub-rotina computacional para calcular a rugosidade inicial mais adequada para cada trecho. Os resultados indicaram que o método é dependente da rugosidade inicial. Quanto maior o número de pressões conhecidas na rede, melhor é a precisão do método. Entretanto, uma boa disposição dos nós com pressões conhecidas se mostrou mais importante do que um número maior de dados. Dados de pressão são mais importantes que dados de vazão para a utilização do método. A melhor configuração encontrada para os nós com pressões conhecidas foi eles separados. O método se mostrou simples e com bons resultados. English Abstract: The main objective of this work is the presentation of a new formulation for the friction factor calibration of the universal equation of the head loss using the Alternative Hydraulic Gradient Iterative, considering also the calculation of the absolute roughness by the Swamee-Jain equation. Over time, due to the aging of the water distribution network pipes, its characteristics, such as roughness, change, generating difficulties in the analysis, operation and maintenance of the networks. The method was applied with the use of the Epanet2.dll library for the hydraulic simulations, in a fictitious network. The influence of the initial roughness adopted, the number of nodes with known pressure data and the position of this nodes, as well as sections with known flow rates, were tested. To test the influence of the initial roughness, a computational subroutine was developed with the purpose of calculating the most suitable initial roughness for each section. The results indicated that the method is quite dependent on the initial absolute roughness. The greater the number of known pressures in the distribution network, the better the method accuracy. However, a good arrangement of nodes with known pressures proved to be more important than a larger number of measured data. Pressure data is more important than flow data for method use. The best configuration found for nodes with known pressures was separated. The method was simple to apply and with good results.

Note: Downloadable document is in Portuguese.

Keywords: Absolute Roughness, Friction Factor Calibration, Nodes Arrangement

Suggested Citation

Araújo Bezerra, Alessandro and Holanda de Castro, Marco Aurelio and de Andrade Araújo, Renata Shirley, Equação para o Método Iterativo do Gradiente Hidráulico Alternativo (MIGHA) na calibração do fator de atrito (Equation for the Alternative Hydraulic Gradient Iterative Method of the for the Friction Factor Calibration) (November 30, 2017). Ibero-American Seminar on Water and Drainage Networks (SEREA 2017), Available at SSRN: https://ssrn.com/abstract=3112953 or http://dx.doi.org/10.2139/ssrn.3112953

Alessandro Araújo Bezerra (Contact Author)

Universidade Federal do Piauí ( email )

Teresina
Portugal

Marco Aurelio Holanda de Castro

Federal University of Ceara ( email )

Rua Papi Júnior 1225 - Rodolfo Teófilo
Fortaleza, Ceara 60431970
Portugal

Renata Shirley De Andrade Araújo

Universidade Federal do Piauí (UFPI)

Teresina
Brazil

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