Publicação
Dimensionamento de uma Estação Elevatória (estudo numérico)
| Resumo: | O dimensionamento de instalações hidráulicas tendo em conta regimes transitórios é um pro-blema complexo devido à natureza dos modelos matemáticos que regem este tipo de fenómeno. Desta forma é comum recorrer à simulação numérica através do uso de códigos comerciais. Assim sendo, a presente dissertação tem como principal objetivo o projeto de uma estação ele-vatória em regime permanente e transitório com o auxílio de simulação numérica. O dimensionamento da estação elevatória encontra-se dividido em duas partes. A primeira, re-lativa ao regime permanente, começa pela definição do problema escolhendo os principais componen-tes da estação elevatória: condutas, bombas e válvulas. A segunda parte consiste na simulação numé-rica da estação elevatória em regime transitório. Determinam-se as características hidráulicas relevan-tes para três cenários de operação: corte de energia, saída de serviço e entrada de serviço. A simulação dos três cenários permitiu a obtenção de dados como: envolventes de pressão, parâmetros característicos das bombas e parâmetros do escoamento. A análise destes resultados per-mitiu identificar a necessidade do uso de dispositivos de proteção e o estabelecimento de procedimen-tos operacionais através da definição de leis de fecho e abertura das válvulas e temporização das ações relevantes. Revelou-se a necessidade da introdução de um reservatório de ar comprimido de modo a evitar uma depressão excessiva na conduta aquando da paragem de todas as bombas em simultâneo devido ao corte de energia. Determinou-se, através das simulações do cenário da entrada de serviço, que, a adição de um sistema de bypass limitava a pressão máxima a valores mais favoráveis quando comparado com o processo de arranque contra uma válvula fechada. Assim, com os procedimentos operacionais estabelecidos e os dispositivos de proteção introduzidos, ficou garantida a integridade estrutural da estação elevatória e o seu correto funcionamento. |
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| Autores principais: | Carvalho, José Raul Matias de |
| Assunto: | escoamento transitório estação elevatória bomba válvula reservatório de ar comprimido simulação numérica |
| Ano: | 2023 |
| País: | Portugal |
| Tipo de documento: | dissertação de mestrado |
| Tipo de acesso: | acesso aberto |
| Instituição associada: | Universidade Nova de Lisboa |
| Idioma: | português |
| Origem: | Repositório Institucional da UNL |
| Resumo: | O dimensionamento de instalações hidráulicas tendo em conta regimes transitórios é um pro-blema complexo devido à natureza dos modelos matemáticos que regem este tipo de fenómeno. Desta forma é comum recorrer à simulação numérica através do uso de códigos comerciais. Assim sendo, a presente dissertação tem como principal objetivo o projeto de uma estação ele-vatória em regime permanente e transitório com o auxílio de simulação numérica. O dimensionamento da estação elevatória encontra-se dividido em duas partes. A primeira, re-lativa ao regime permanente, começa pela definição do problema escolhendo os principais componen-tes da estação elevatória: condutas, bombas e válvulas. A segunda parte consiste na simulação numé-rica da estação elevatória em regime transitório. Determinam-se as características hidráulicas relevan-tes para três cenários de operação: corte de energia, saída de serviço e entrada de serviço. A simulação dos três cenários permitiu a obtenção de dados como: envolventes de pressão, parâmetros característicos das bombas e parâmetros do escoamento. A análise destes resultados per-mitiu identificar a necessidade do uso de dispositivos de proteção e o estabelecimento de procedimen-tos operacionais através da definição de leis de fecho e abertura das válvulas e temporização das ações relevantes. Revelou-se a necessidade da introdução de um reservatório de ar comprimido de modo a evitar uma depressão excessiva na conduta aquando da paragem de todas as bombas em simultâneo devido ao corte de energia. Determinou-se, através das simulações do cenário da entrada de serviço, que, a adição de um sistema de bypass limitava a pressão máxima a valores mais favoráveis quando comparado com o processo de arranque contra uma válvula fechada. Assim, com os procedimentos operacionais estabelecidos e os dispositivos de proteção introduzidos, ficou garantida a integridade estrutural da estação elevatória e o seu correto funcionamento. |
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