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Volume 35, Nº 2 - novembro 2014

 

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Revista Recursos Hídricos

DOI:10.5894/rh35n2-5
Este artigo foi apresentado no 12º Congresso da Água e selecionado para submissão e possível publicação na Recursos Hídricos, tendo sido aceite pela Comissão de Editores Científicos Associados em 30 de maio de 2014. Este artigo é parte integrante da Revista Recursos Hídricos , Vol. 35, Nº 2, 55-66, novembro de 2014.   

Regimes transitórios em sistemas elevatórios com perfis horizontais

Hydraulic transients in pumping systems with horizontal profiles

João DELGADO1, Dídia I. C. COVAS2, António B. de ALMEIDA3


1 - Bolseiro de investigação, Dept. de Engenharia Civil, Instituto Superior Técnico, Universidade de Lisboa. Av. Rovisco Pais, 1049-001 Lisboa, Portugal. Email: [email protected]
2 - Professora Associada, Dept. de Engenharia Civil, Instituto Superior Técnico, Universidade de Lisboa. Av. Rovisco Pais, 1049-001 Lisboa, Portugal. Email: [email protected]
3 - Professor Emérito, Dept. de Engenharia Civil, Instituto Superior Técnico, Universidade de Lisboa. Av. Rovisco Pais, 1049-001 Lisboa, Portugal. Email: [email protected]


RESUMO
O presente documento pretende discutir os efeitos associados ao uso de reservatórios hidropneumáticos na proteção de regimes transitórios em sistemas elevatórios. Foi desenvolvido um modelo matemático unidimensional baseado na teoria clássica do golpe de aríete, sendo as equações base resolvidas através do Método das Características. Este modelo incorpora o elemento bomba descrito através dos parâmetros de Suter, o reservatório hidropneumático descrito pelo lei politrópica dos gases e uma formulação para descrever as perdas de carga em regime variável. O modelo foi testado utilizando medições de pressão durante a ocorrência de regimes transitórios em laboratório. Os regimes transitórios decorreram da paragem súbita do grupo eletrobomba devido a um corte de corrente elétrica. Os dados recolhidos foram comparados com os resultados obtidos através do modelo matemático e utilizados para calibrar os respetivos parâmetros Observou-se que o reservatório hidropneumático ligado ao circuito hidráulico induz pressões em regime transitório superiores às observadas quando este dispositivo não se encontrava ligado ao sistema.

Palavras-chave: regimes transitórios, bombas centrífugas, válvula de retenção, Método das Características.

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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