61ª Reunião Anual da SBPC

B. Engenharias - 1. Engenharia - 3. Engenharia Civil

ANÁLISE DE TRANSIENTES DE PRESSÃO E RESPOSTA ESTRUTURAL INDUZIDA EM ADUTORAS DE BARRAGENS

Hélio Nogueira dos Santos 1 Carlos Augusto Eduardo de Melo 2 Lineu José Pedroso 3

1. UnB, FT, ENC - Aluno de Graduação 2. UnB, FT, ENC - Aluno de Mestrado - Co-orientador 3. UnB, FT, ENC - Prof. Orientador

INTRODUÇÃO:

No dimensionamento de circuitos tubulares pressurizados seja em adutoras de barragens, centrais nucleares, dutos petrolíferos, determinados fenômenos acidentais como rompimento da tubulação, falha de bombeamento, ou mesmo periódicos, tal como a manutenção da rede, devem ser considerados. Tais eventos geram transientes na rede, ou seja, mudança de um estado de escoamento permanente para um outro. Essa mudança de estado fará que características como a velocidade e pressão do escoamento variem, ocasionando solicitações adversas na tabulação. O conhecimento quantitativo e qualitativo dessas variações é necessário para elaboração de projetos seguros e eficientes. Para responder preliminarmente a esta problemática, buscou-se verificar a influência que determinados parâmetros inerentes ao fluido (peso específico) ou à tubulação (fator de atrito, diâmetro, comprimento) possuem sobre os transientes de pressão. Os casos foram analisados com o uso do programa TRANSPETRO (GDFE-ENC/FT-UnB).

METODOLOGIA:

O trabalho baseia-se, inicialmente, na pesquisa bibliográfica relacionada ao tema, buscando-se em trabalhos anteriores e obras publicadas, o entendimento do fenômeno e das equações que regem a problemática apresentada. Posteriormente, os casos estudados foram simulados no programa TRANSPETRO, que fornece como saída gráficos mostrando a variação temporal da pressão e da velocidade em determinada seção da tubulação, aspecto que possibilitou o confronto destes resultados com os esperados a partir da formulação teórica, assim como aqueles fornecidos pela literatura.

RESULTADOS:

Diversos resultados foram obtidos a partir de simulações computacionais que mostram a influência da variação de características do fluido e da estrutura no comportamento da evolução da velocidade e pressão do escoamento ao longo de dutos pressurizados sob ação de transientes. A variação paramétrica utilizada cobriu diferentes valores de peso específico, diâmetro e comprimento da tabulação e coeficiente de atrito. As situações indutoras de transientes estudadas foram o fechamento de válvulas e uma variação harmônica de altura do nível do reservatório (ondas periódicas). Diversos modelos de curvas de fechamento de válvulas foram testados, para diferentes tempos característicos deste fechamento.

CONCLUSÃO:

Tendo como base as simulações feitas pelo programa TRANSPETRO, a velocidade e pressão do escoamento do fluido foram avaliadas em determinadas seções dos dutos, levando-se em consideração diferentes situações geradoras de transientes e parâmetros do sistema. Foram traçadas as curvas de variação da velocidade e pressão no tempo para os diferentes casos estudados, permitindo que fossem observados os pontos críticos e confrontados os resultados entre as rotinas utilizadas no programa e o comportamento teórico previsto. Apesar das simplificações impostas aos modelos, percebeu-se uma boa concordância entre os resultados obtidos e as tendências esperadas. Observa-se que o tempo e a forma de fechamento da válvula, foram os parâmetros mais sensíveis nas variações das respostas das grandezas transientes. Os outros fatores envolvidos, apesar de exercerem influência no processo, não provocaram alterações significativas para as pequenas variações experimentadas.

Instituição de Fomento: Cnpq

Palavras-chave: Transientes de pressão, Adutoras, Barragens.