Dimensionamento de uma Estação Elevatória (estudo numérico)

• Autor(a) principal: Carvalho, José Raul Matias de
• Data de Publicação: 2023
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10362/160369
• topic: escoamento transitório; estação elevatória; bomba; válvula; reservatório de ar comprimido; simulação numérica; Domínio/Área Científica::Engenharia e Tecnologia::Engenharia Mecânica

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.