CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de NÃvel Superior / RESUMO Neste trabalho, foram feitas simulaÃÃes do transiente hidrÃulico com ventosas de duplo efeito aplicadas aos nÃs de maior cota, utilizando-se o software UFC6 produzido no Grupo de Estudos em HidrÃulica Computacional da Universidade Federal do CearÃ. As ventosas sÃo mecanismos de alÃvio do Golpe de ArÃete que trabalham expulsando o ar contido na tubulaÃÃo quando a carga piezomÃtrica cai abaixo da cota. Durante o escoamento transiente, a Ãgua transporta o ar contido na tubulaÃÃo, acumulando-o nos pontos mais altos de seu perfil. Tal fato acarreta no surgimento de cavidade que alÃm de reduzir a eficiÃncia do escoamento, provoca pressÃes negativas que podem levar a estrutura ao colapso. A condiÃÃo de contorno que modela o comportamento de uma ventosa à bastante complexa, resultando em uma equaÃÃo nÃo linear. Para resolver esta nÃo linearidade, aplicou-se o mÃtodo da aproximaÃÃo parabÃlica nos intervalos onde o ar escoa em regime subsÃnico. Este mÃtodo, alÃm de ser facilmente implementado, requer pouco esforÃo computacional. Apesar de serem bastante utilizadas na prÃtica, existem poucos estudos referentes ao assunto. Esta pesquisa visa contribuir para a divulgaÃÃo da hidrÃulica transiente como um todo. / ABSTRACT This work presents a computer simulation of the air valves of double effect in Hydraulics Transients in pipelines through the use of the computer code UFC6 developed in the Hydraulic Computational Laboratory (HCL) of the Universidade Federal do CearÃ. Air valves are devices designed to relief the effects of the water hammer phenomena throughout expelling air entrapped in the conduit. The boundary conditions applied for air valves is very complex and results in a non-linear equation. In order to solve this non linearity, it was used the parabolic approximation method in the intervals when air flows in subsonic regime. This method not only is easy to be implemented but also requires little computational effort. Though widely used, the subject of air valves and water hammer has few works published worldwide.

FundaÃÃo Cearense de Apoio ao Desenvolvimento Cientifico e TecnolÃgico / Neste trabalho foram realizadas simulaÃÃes do transiente hidrÃulico com vÃlvula antecipadora de onda com abertura e fechamento completo e nÃo instantÃneo, como mecanismo de alÃvio para o golpe de arÃete. A vÃlvula deve situar-se prÃximo ao conjunto motor-bomba. Assim, a vÃlvula antecipadora serà aplicada ao segundo nà das adutoras consideradas, utilizando-se para o cÃlculo o software UFC6, produzido no Grupo de Estudos em HidrÃulica Computacional da Universidade Federal do CearÃ. A vÃlvula antecipadora de onda inicia sua abertura quando a pressÃo mÃnima de regulagem à excedida, logo apÃs a passagem da onda de baixa pressÃo. O fluido expulso deve ser disposto em um manancial, ou armazenado em um reservatÃrio que comporte todo esse volume. Neste trabalho, a vÃlvula antecipadora de onda à modelada utilizando a Ãgua como fluido. O fluido (Ãgua) à expulso segundo um modelo de descarga com pressÃo externa atmosfÃrica. As simulaÃÃes aqui descritas utilizam o mÃtodo das caracterÃsticas. Devido à falta de estudos nessa Ãrea, este trabalho visa contribuir para o dimensionamento de vÃlvulas antecipadora de onda e servir como base para trabalhos subsequentes. / In this work was made Hydraulic Transient simulations with anticipation valve with opening and closing complete and non-instantaneous, as a mechanism of relief for water hammer. The valve must be located near the pump. Thus in this work, the valve in advance shall be applied to the second node of the pipelines in question. The software UFC6 was used for estimates the Transient and was produced by the Study Group on Computational Fluid of UFC. Anticipation is a mechanism for relief from water hammer that starts opening when the low pressure of regulation is exceeded, after the passage of the wave of low pressure. The fluid expelled must be placed on a spring or stored in a reservoir in order to accommodate the volume of fluid to be expelled. In this work, the Anticipation Valve is modeling into the water as a fluid. It uses the method of characteristics for simulations. Due to the lack of studies in this area, this research aims to contribute to the design of anticipation valves and a basis for further work.

nÃo hà / Durante fenÃmenos transitÃrios podem ocorrer pressÃes muito baixas nos trechos mais elevados de uma tubulaÃÃo, correndo o acÃmulo de ar que à arrastado pela Ãgua ocasionando sÃrios danos à tubulaÃÃo. A presenÃa de uma grande quantidade de ar na tubulaÃÃo de um sistema de aduÃÃo de Ãgua por recalque à a causa direta de reduÃÃo da seÃÃo e como conseqÃÃncia tem-se a reduÃÃo da capacidade de transporte, comprometendo seriamente o rendimento deste sistema. Os dispositivos mais modernos para o alÃvio do golpe de arÃete trabalham com ar, dentre eles, os mais utilizados na prÃtica sÃo as ventosas automÃticas, foco deste trabalho. A condiÃÃo de contorno destas ventosas à bem complexa, resultando em uma equaÃÃo nÃo linear, alÃm do fato de a Ãrea do orifÃcio da ventosa variar linearmente com o tempo. Para resolver esta nÃo linearidade aplicou-se o mÃtodo da aproximaÃÃo parabÃlica nos intervalos onde ocorre escoamento do ar em regime subsÃnico. Neste trabalho foram feitas simulaÃÃes do transiente hidrÃulico para verificar a eficiÃncia das ventosas automÃticas de duplo efeito com abertura e fechamento nÃo instantÃneos como um mecanismo de alÃvio do golpe de arÃete. As simulaÃÃes foram feitas utilizando o software UFC6 produzido no LaboratÃrio de HidrÃulica Computacional (LAHC) da Universidade Federal do CearÃ. As vÃlvulas ventosas representam uma soluÃÃo hidrÃulica satisfatÃria, pois, sÃo equipamentos de fÃcil instalaÃÃo e manutenÃÃo, alÃm do fato de serem bem mais compensadores do ponto de vista econÃmico. Os resultados obtidos mostraram a eficiÃncia deste mecanismo como alÃvio do golpe de arÃete. / During time dependent phenomena in pipelines, very low pressures may occur, mostly in points of dow elevations. In these cases, air accumulated in these points is carried out by the water flow and may damage the pipeline. This also causes reduction of the flow area and consequently, reduction of the flow itself. The most modern Waterhammer protection devices and among them, we find the air entry valves, which is the object of this work. The boundary conditions for these devices is very complex and results in a non-linear equations. Besides, we have to consider that the air flow cross-section area of the valves orifice varies linearly with time. In order to solve this non-linearity it was used the method of parabolic approximation for solving the equation in each interval of subsonic air flow. In the present work, several Waterhammer pipeline simulations were performed in order to verify the performance of the double effect automatic air valves, with non-instantaneous closing. The UFC6 computer software were used to accomplish these simulations. Air valves are a satisfactory hydraulic solution for the Waterhammer problem since they are cheaper than other devices and easy to install and mountain.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / Foi implementado, na linguagem Visual Basic 6, um programa computacional para a anÃlise do Golpe de ArÃete em adutoras, utilizando-se do MÃtodo das CaracterÃsticas e das equaÃÃes caracterÃsticas de equipamentos normalmente encontrados nos sistemas hidrÃulicos. Procurou-se desenvolver um aplicativo que possibilite ao usuÃrio visualizar o comportamento das ondas de sobrepressÃo e subpressÃo decorrentes do fenÃmeno transitÃrio, alÃm de verificar a influÃncia da chaminà de equilÃbrio e do tanque de alimentaÃÃo unidirecional (TAU) como dispositivos de alÃvio do golpe de arÃete. Aplicou-se o modelo computacional na anÃlise dos transientes hidrÃulicos gerados pelo desligamento do conjunto moto-bomba, e na avaliaÃÃo da eficiÃncia da chaminà de equilÃbrio e do tanque de alimentaÃÃo unidirecional como mecanismos de atenuaÃÃo dos picos de pressÃo. A validaÃÃo do modelo se deu atravÃs da comparaÃÃo dos resultados das simulaÃÃes com os dados obtidos nos testes realizados utilizando-se o CTran, software desenvolvido pela FundaÃÃo Centro TecnolÃgico de HidrÃulica da Escola PolitÃcnica da Universidade de SÃo Paulo. De acordo com a anÃlise estatÃstica, o programa desenvolvido apresentou resultados bastante satisfatÃrios na anÃlise do golpe de arÃete, possuindo uma interface de fÃcil utilizaÃÃo e visualizaÃÃo dos resultados, fato de fundamental importÃncia para que projetistas e estudantes compreendam o comportamento do fenÃmeno. / The main goal of this research is the development of the computer code designed to model the water hammer problem which occurs in water pipes. It was used the method of characteristics to numerically solve the differential equations which control the problem. The software developed allows the user to visualize the behavior oh the over and under pressure waves resulting from the occurrence of the transient problem. Other features of the developed software includes the possibility of analyzing the introduction of mechanisms to decrease the effects of the water hammer problem such as orifice tanks, one-way tanks, closed tanks and relief valves. The developed model was applied and validated to water conducts which was previously been analyzed by the software CTran, developed by the âEscola PolitÃcnica de Universidade de SÃo Pauloâ. The results were very satisfactory

A ventosa de trÃplice funÃÃo atua na admissÃo e/ou expulsÃo de ar contido na tubulaÃÃo, protegendo tubulaÃÃo e equipamentos contra os efeitos decorrentes do acÃmulo de ar e golpe de arÃete. AtravÃs do orifÃcio cinÃtico, ela admite grande quantidade de ar quando a pressÃo no interior da tubulaÃÃo torna-se inferior à atmosfÃrica, e expulsa ar apÃs a separaÃÃo da coluna a uma pressÃo superior à atmosfÃrica. Na regiÃo de admissÃo de ar, a ventosa com orifÃcio âNon Slamâ admite grande volume de ar atravÃs do orifÃcio cinÃtico, e inicia a expulsÃo de ar, atravÃs do mesmo orifÃcio. A partir de um determinado valor de pressÃo positiva, o orifÃcio cinÃtico à fechado e abre-se um orifÃcio de menor diÃmetro, chamado de orifÃcio de "Non Slam", amortecendo, assim, o choque das colunas lÃquidas que estavam separadas. Neste trabalho, propÃe-se uma metodologia para o cÃlculo dos coeficientes de admissÃo e expulsÃo de ar no regime transiente a partir das curvas disponibilizadas pelos fabricantes. O trabalho visa minimizar a falta de informaÃÃes experimentais sobre as ventosas com base nas curvas dos fabricantes para a determinaÃÃo dos coeficientes de admissÃo e expulsÃo de ar. Nesse estudo nÃs comparamos o efeito de se usar um Ãnico coeficiente de descarga de ar para entrada e outro Ãnico para a saÃda de ar versus considerar a variaÃÃo desses coeficientes de descarga à medida que as pressÃes variam. O programa computacional UFC7, escrito em Java, implementa o transiente hidrÃulico com suas condiÃÃes de contorno. / sucker triple function acts on admission and / or expulsion of air in the pipe, protecting piping and equipment against the effects of air and accumulation water hammer. Through kinetic hole, she admits lot of air when the pressure inside the pipe becomes lower than atmospheric, and expels air after separation column at a superatmospheric pressure. The inlet region air, the suction orifice "Non slam" admits large volume of air through the orifice Kinetic and starts expelling air through the same hole. From a certain Positive pressure value, the kinetic orifice is closed and opens a lower orifice diameter hole called "Non slam", cushioning, thus, the shock of columns they were separated liquid. In this paper, we propose a methodology for calculating the admission rates and expulsion of air in transient from the curves provided by the manufacturers. The work aims to minimize the lack of information Experimental suction cups on the basis of the curves for the determination of makers the admission rates and expulsion of air. In this study we compared the effect of using a single air discharge coefficient for input and another for output only Air versus consider the variation of these coefficients discharge pressures as range. The UFC7 computer program written in Java, implements the transient Hydraulic with its boundary conditions