Investigação sobre a influência da expulsão e da admissão de ar por válvulas ventosas na segurança de adutoras   : Investigation of the influence of air expulsion and admission by air valves on the safety of water mains  

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Tasca, Elias Sebastião Amaral, 1991-
Data de Publicação: 2018
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Texto Completo: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1636152
Resumo: Orientadores: Jose Gilberto Dalfré Filho, Edevar Luvizotto Junior
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Atuam na admissão de ar para evitar pressões internas sub-atmosféricas e na expulsão de bolsões de ar. Por causa das complexidades que surgem das interações ar-água, do escoamento compressível do ar e da falta de entendimento sobre o funcionamento dos mecanismos das válvulas ventosas durante situações dinâmicas, há muitas lacunas que ainda precisam ser investigadas neste assunto. Nesta dissertação, com o desenvolvimento de revisão da literatura, três objetivos principais foram estabelecidos e realizados: 1) análise da influência de válvulas ventosas, em conjunto com outros dispositivos de proteção, no contexto do gerenciamento de transitórios hidráulicos, 2) avaliação da confiabilidade das curvas de desempenho de válvulas ventosas fornecidas pelos fabricantes e 3) desenvolvimento de estratégias para expulsão controlada de ar por válvulas ventosas, uma vez que a falta de controle da expulsão de ar tem geralmente consequências danosas para a integridade de adutoras. Através de simulações computacionais, concluiu-se que as válvulas ventosas sem controle da expulsão de ar, quando combinadas com outros dispositivos de proteção, como tanques hidropneumáticos ou volantes de inércia, ajudam na mitigação de sobre-pressões transitórias. Concluiu-se também que as curvas de desempenho apresentadas pelos fabricantes devem ser usadas com cautela. Uma parte significativa das curvas analisadas mostrou-se incongruente com o fenômeno de admissão e expulsão de ar por válvulas ventosas, tanto do ponto de vista teórico como do ponto de vista experimental. Por fim, um dispositivo para controlar a expulsão de ar por válvulas ventosas e permitir a medição do escoamento foi desenvolvido e testado computacionalmente com sucessoAbstract: In the present master thesis, important aspects of air valves were investigated. Such devices are essential for the proper functioning of water mains. They are, however, still poorly understood by hydraulic engineers. Air valves are installed along the pipeline, especially at high points. They are used for the admission of air to avoid sub-atmospheric internal pressures and for the expulsion of entrapped air. Because of complexities that arise from air-water interactions, compressible flow of air and lack of understanding regarding the functioning of air valves mechanisms during dynamic phenomena, there are multiple knowledge gaps about the subject that need investigation. In the present research, with the development of a literature review, three main objectives were set and successfully achieved: 1) analysis of the influence of air valves, in conjunction with other protection devices, in the context of water hammer management, 2) evaluation of the reliability of air valves performance curves provided by manufacturers and 3) development of strategies to control air expulsion through air valves during water hammer situations, since uncontrolled air expulsion is generally deleterious to the integrity of water mains. With the use of computer simulations, it was possible to conclude that air valves without air expulsion control, when used in conjunction with other protection devices, such as hydropneumatic tanks or flywheels, have a positive effect regarding water hammer mitigation. Another important conclusion of the present research is that performance curves presented by manufacturers should be used with caution. A significant portion of the analyzed curves are not consistent with the basic principles of air admission and expulsion through air valves, considering theoretical and experimental aspects. Finally, a device able to control air expulsion through air valves and to measure air flow was developed and successfully tested computationallyMestradoRecursos Hídricos, Energéticos e AmbientaisMestre em Engenharia CivilCNPQ130615/2016-1[s.n.]Dalfré Filho, José Gilberto, 1976-Luvizotto Junior, Edevar, 1961-Soares, Alexandre KeplerMartins, José Rodolfo ScaratiUniversidade Estadual de Campinas. Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e UrbanismoPrograma de Pós-Graduação em Engenharia CivilUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASTasca, Elias Sebastião Amaral, 1991-20182018-02-01T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdf1 recurso online (121 p.) : il., digital, arquivo PDF.https://hdl.handle.net/20.500.12733/1636152TASCA, Elias Sebastião Amaral. Investigação sobre a influência da expulsão e da admissão de ar por válvulas ventosas na segurança de adutoras   : Investigation of the influence of air expulsion and admission by air valves on the safety of water mains   . 2018. 1 recurso online (121 p.) Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1636152. 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