Você tem curiosidade sobre o mundo da hidráulica? Você está procurando uma maneira de entender os fundamentos das redes hidráulicas?
Se sim, então este post do blog é para você! Neste artigo, vamos explorar o que é uma rede hidráulica e como ela funciona.
Reservatórios e Tanques
A rede hidráulica é composta por diferentes elementos, como reservatórios e tanques.
Estes são componentes essenciais que ajudam a armazenar e fornecer água em momentos de emergência. Muitas vezes, é necessário ter um profissional encanador e também uma desentupidora para auxiliar na execução dos serviços de manutenção.
Os reservatórios de distribuição, também conhecidos como reservatórios de serviço, são utilizados para armazenar a água tratada para tais situações. Os tanques são unidades de armazenamento cujo nível de água pode ser ajustado ao longo do tempo.
Reservatórios locais, frequentemente encontrados em telhados, também são comumente usados em muitos países mediterrâneos.
O modelo hidráulico também permite a detecção automática de mudanças topológicas e modelagem robusta de níveis de água em tanques. Esquemas numéricos são empregados para estudar o desempenho dessas redes hidráulicas e suas soluções simultâneas ajudam a resolver quaisquer grandes problemas de rede que possam surgir.
Elementos de rede
Os elementos de rede, como tubulações, reservatórios, tanques, válvulas, junções e bombas são componentes essenciais de uma rede hidráulica.
Eles são usados para transportar água de um local para outro e permitem uma representação digital da rede de abastecimento de água existente. Com o auxílio de modelagem hidráulica e esquemas numéricos, podem ser obtidas soluções simultâneas para o estudo de redes hidráulicas.
Ao analisar a distribuição de fluxo e o termo de perda de carga nessas redes, podemos identificar e resolver grandes problemas de rede.
Modelagem Hidráulica
A modelagem hidráulica é um processo no qual uma rede de tubulação é modelada usando atributos físicos e equações.
É uma ferramenta eficiente de apoio à decisão usada em redes de distribuição de água, planejamento de utilidades e departamentos de engenharia para projeto de rede, reabilitação, manutenção e melhoria ou treinamento.
Ao criar um modelo hidráulico de uma rede de tubulação pressurizada, decisões devem ser tomadas em relação à complexidade do modelo necessário. Os modelos hidráulicos do sistema de distribuição de água em tempo real (WDS) são usados para facilitar o planejamento e a operação do sistema de distribuição de água.
Além disso, modelos hidráulicos são usados para projetar hidraulicamente o comportamento dos rios, permitindo um planejamento fácil de melhorias na infraestrutura.
As aplicações de análise de rede envolvem o dimensionamento de vários tipos de instalações, como tubulações, estações de bombeamento, válvulas reguladoras de pressão, tanques e muito mais.
Um intervalo de tempo é o tempo em que um modelo hidráulico faz cálculos durante a simulação. Todos esses elementos se juntam para criar uma imagem abrangente de como funciona uma Rede Hidráulica.
Veja também: Como desentupir um cano de esgoto entupido em 6 passos simples.
Tipos de Redes
Os tipos de redes incluem configurações em loop e ramificadas, que permitem cálculos hidráulicos de redes radiais e anulares.
Dependendo do layout da área, o consumo máximo para cada nó incluindo um ou mais nós de entrada deve ser determinado.
O EPANET é um programa de computador que executa a simulação de período prolongado do comportamento hidráulico e da qualidade da água em redes de tubulação pressurizada, e as redes de tubulação do Autodesk Civil 3D podem conter as propriedades necessárias para realizar esses tipos de cálculos.
Grandes problemas de rede podem surgir ao lidar com grandes quantidades de dados, mas com um estudo cuidadoso, uma rede hidráulica bem-sucedida pode ser criada.
Estudo de Rede Hidráulica
O estudo da Rede Hidráulica é uma parte importante da dinâmica dos fluidos e da engenharia civil, pois envolve a análise do escoamento de um fluido através de uma rede de ramais interligados.
A modelagem hidráulica é um processo no qual uma rede de tubulação é modelada usando atributos físicos e equações, que podem ser aplicadas a qualquer tipo de rede. Um método de solução iterativa confiável é usado para o problema clássico de distribuição de vazão na rede hidráulica, e a demanda de água estimada é usada como entrada em tempo real para a simulação hidráulica da rede.
A análise de período único é utilizada para modelagem devido ao tipo de dados obtidos, permitindo a determinação da carga de pressão na rede. Essa análise é necessária para fornecer pressão suficiente para atingir todas as partes da rede, levando a água ao seu destino.
Esquemas Numéricos
Esquemas numéricos são uma parte essencial do estudo de redes hidráulicas. Estes podem incluir o Método Hardy Cross, o Método Newton e o Método Modificado de Newton, que são testados para definir uma solução confiável para redes de tubulação.
Adicionalmente, modelos numéricos são desenvolvidos para descrever o processo de conversão de energia e o comportamento dinâmico de usinas eólicas hidráulicas.
Hidráulica Computacional introduz o conceito de modelagem e métodos numéricos para análise.
Também abrange hidráulica básica de tubulações e redes, além de fornecer conhecimento sobre como calcular regimes de fluxo em processos transitórios em redes hidráulicas complexas com loops.
Tudo isso é feito para obter informações sobre as dimensões da seção transversal de dutos e tubulações, de modo que o custo do ciclo de vida possa ser minimizado. É importante observar que, devido a problemas de estabilidade e simultaneidade que fazem parte dos esquemas numéricos, pode ser necessário um intervalo de tempo menor para obter resultados ótimos.
Soluções Simultâneas
Soluções simultâneas são uma parte importante do estudo de redes hidráulicas. Esse tipo de solução envolve a resolução de múltiplas variáveis simultaneamente, como as equações de conservação de energia e massa na rede.
Os cientistas desenvolveram algoritmos como o algoritmo de varredura dupla que pode ser usado para resolver o roteamento dinâmico de inundação de ondas em redes de canal aberto sem loop.
Além disso, simulações numéricas são usadas para modelar a geometria de fraturas hidráulicas em fraturamento multiestágio para poços horizontais de gás de xisto. Esses tipos de soluções também podem ser usados para resolver problemas de rede de tubulação e prever a pressão, vazão e elevação de tubulações, reservatórios e tanques.
Grandes problemas de rede
O estudo de redes hidráulicas também envolve a solução de problemas relacionados a grandes redes. Isso pode incluir problemas como latência de rede, velocidades de rede lentas, sinais Wi-Fi fracos, cabos danificados e pressão insatisfatória nos nós destinatários.
A classificação também pode ser usada para direcionar a solução de problemas de rede para resolver possíveis problemas de capacidade de entrega. Além disso, ao expandir um tubo existente, a pressão na rede deve ser levada em consideração para evitar que ocorram problemas ou estrangulamentos significativos.