Modelagem Computacional do Golpe de Aríete Ocasionado pelo Desligamento Brusco de uma Bomba (Computational Modeling of Water Hammer Caused by the Abrupt Shutdown of a Pump)

5 Pages Posted: 13 Feb 2018

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José Nilton de Abreu Costa

Federal University of Ceara

Luis Henrique Costa

Universidade Estadual Vale do Acaraú

Marco Aurelio Holanda de Castro

Federal University of Ceara

Joao Marcelo Costa Barbosa

Federal University of Ceara

Date Written: November 30, 2017

Abstract

Portuguese Abstract: A operação e a manutenção de sistemas de abastecimento de água são feitas através do manuseio de válvulas, bombas, reservatórios e tubulações. Comumente, esse manuseio pode provocar oscilações abruptas de vazão e pressão, ocasionando um fenômeno conhecido como Golpe de Aríete. Segundo Barbosa (2015), em decorrência das oscilações de pressão e da possível contração e expansão da tubulação durante o golpe de aríete, a tubulação pode sofrer problemas de ruptura, fadiga, quebra de equipamentos, além de causar danos a pessoas próximas a linhas de distribuição de água. O presente trabalho tem como objetivo apresentar uma modelagem computacional para a mudança de estado de um escoamento, inicialmente em regime permanente, que passa por um estado transitório, até atingir outro estado permanente de escoamento. Para isto, será desenvolvido um algoritmo no software científico SCILAB que mostre o efeito do transiente originado devido a uma brusca interrupção do funcionamento de uma bomba hidráulica. Com o algoritmo computacional desenvolvido, espera-se detalhar o comportamento das ondas de pressão que se movem rapidamente ao longo da tubulação, causando elevações ou quedas de pressão de grande ou pequena intensidade. As informações fornecidas pelo software proposto neste trabalho podem ser consideradas de grande importância ao projeto e à manutenção de um sistema de distribuição de água.

English Abstract: Operation and maintenance of water supply systems is done by handling valves, pumps, tanks and piping. Commonly, this handling can cause abrupt fluctuations of flow and pressure, causing a phenomenon known as Water hammer. According to Barbosa (2015), due to the pressure oscillations and the possible contraction and expansion of the pipe during the water hammer, the pipe can suffer problems of rupture, fatigue, equipment breakdown, as well as causing damage to people close to water lines. distribution of water. The present work has as objective to present a computational model for the change of state of a flow, initially in permanent regime, that goes through a transitory state, until reaching another permanent state of flow. For this, an algorithm will be developed in SCILAB scientific software that shows the effect of the transient caused due to a sudden interruption of the operation of a hydraulic pump. With the computational algorithm developed, it is expected to detail the behavior of the pressure waves that move rapidly along the pipe, causing high or low pressure rises or falls. The information provided by the software proposed in this work can be considered of great importance to the design and maintenance of a water distribution system.

Note: Downloadable document is in Portuguese.

Keywords: Water Hammer, Hydraulic Transient, Systems of Water Supply

Suggested Citation

de Abreu Costa, José Nilton and Costa, Luis Henrique and Holanda de Castro, Marco Aurelio and Costa Barbosa, Joao Marcelo, Modelagem Computacional do Golpe de Aríete Ocasionado pelo Desligamento Brusco de uma Bomba (Computational Modeling of Water Hammer Caused by the Abrupt Shutdown of a Pump) (November 30, 2017). Ibero-American Seminar on Water and Drainage Networks (SEREA 2017). Available at SSRN: https://ssrn.com/abstract=3113041 or http://dx.doi.org/10.2139/ssrn.3113041

José Nilton De Abreu Costa (Contact Author)

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Rua Papi Júnior 1225 - Rodolfo Teófilo
Fortaleza, Ceara 60431970
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Luis Henrique Costa

Universidade Estadual Vale do Acaraú ( email )

Av. da Universidade, 850 - Campus da Betânia
Sobral-CE, 62.040-370
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Marco Aurelio Holanda de Castro

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Fortaleza, Ceara 60431970
Portugal

Joao Marcelo Costa Barbosa

Federal University of Ceara

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

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