COSTA, B. C. A. A Influência de erros de medição de carga na calibração de fator de atrito em tubulações de redes de distribuição de água através do método transiente inverso e algoritmo genético. 2014. 108 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil: Recursos Hídricos) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2014. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2015-04-13T18:40:39Z
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Previous issue date: 2014-11-10 / The study of hydraulic networks for operation purposes or viability analysis for extension or renovation of the same is started the calibration in this context understood as identification parameters, such as friction coefficient, surface roughness and diameter. The Transient Inverse Method in conjunction with genetic algorithm is efficient in this task shows. This method employs the method of characteristics in the solution of the equations of motion for transient flow in networks of pipes and the optimization of solutions is based on Evolutionary Theory and evaluated by an objective function, which in this study is the sum of the difference between the module loads measured and calculated by the model for each set of solutions. Whereas the objective of the development of mathematical models for calibration hypothetical networks is their use in real networks, and that these, the collection of payload data is subject to measurement errors, is due to defects in the equipment or by conditions unfavorable environment or other random effects and taking into account the relevance of friction factors in pipelines, by their relationship to head losses that must be controlled to a great operation of networks, ensuring a continuous supply in quantity and appropriate operating conditions, this work is proposed to verify the influence of the presence of transient load measurement errors in the identification of friction factors in two hypothetical hydraulic networks. They are of different sizes with the number of rings, knots and tubes. Both are each fed by a reservoir. The transient conditions are assigned to a valve maneuver installed in one of the nodes of each network. The load data collection is restricted to 20% of the nodes in each network, one of which is the node where the valve is located. The hydraulic transient observation time is restricted to the valve maneuver time, 20s, and occurs at intervals of 0.1s, resulting in 200 charge records. The permanent condition of networks is initially unknown knowledge about the same is restricted to load in the reservoirs and demands on us as well as pipe diameter, the friction factors are initially stipulated. The determination of the permanent and transient conditions and the identification of the friction factors is performed using a hydraulic model and generate transient loads which are conventionally considered true, then these various steps of receiving systematic and random errors, which generate new burdens and these are considered collected with measurement errors. From these new loads are carried IDs friction factors, which are compared with those obtained considering an ideal case with no measurement errors loads. This comparison is performed using the mean relative error and function great goal. The results show that measurement errors in the identification of interfering friction factors although not possible to draw a relationship between them. / O estudo de redes hidráulicas para fins de operação ou análise de viabilidade para ampliação ou recuperação das mesmas é iniciado pela calibração, neste contexto, entendida como identificação de parâmetros tais como: fator de atrito, rugosidade e diâmetro. O Método Transiente Inverso em conjunto com Algoritmo genético se mostra eficiente nessa tarefa. O referido método emprega o Método das Características na solução das equações de movimento para escoamento transiente em tubos de redes e a otimização das soluções é baseada na Teoria Evolutiva e avaliada por uma função objetivo, que neste estudo é o somatório do módulo da diferença entre as cargas medidas e calculadas pelo modelo para cada conjunto de soluções. Considerando que o objetivo do desenvolvimento de modelos matemáticos para a calibração de redes hipotéticas é a utilização dos mesmos em redes reais, e que nessas, a coleta de dados de carga está sujeita a erros de medição, seja devido a defeitos nos equipamentos seja por condições ambiente desfavoráveis ou outros efeitos aleatórios e tendo em vista a relevância dos fatores de atrito nas tubulações, pela sua relação com perdas de carga que devem ser controladas para um ótimo funcionamento de redes, garantindo um abastecimento contínuo em quantidade e condições de funcionamento adequados, este trabalho propõe-se a verificar a interferência da presença de erros de medição de carga transiente na identificação dos fatores de atrito em duas redes hidráulicas hipotéticas. As mesmas são de portes diferentes com relação ao número de anéis, nós e tubos. Ambas são alimentadas por um reservatório cada. As condições transientes são atribuídas a uma manobra de válvula instalada em um dos nós de cada rede. A coleta de dados de carga é restrita a 20% dos nós de cada rede, sendo que um deles é o nó onde se encontra a válvula. O tempo de observação do transiente hidráulico é restrito ao tempo da manobra de válvula, 20s, e ocorre em intervalos de 0,1s, resultando em 200 registros de carga. A condição permanente das redes é inicialmente desconhecida o conhecimento acerca da mesma é restrito a carga nos reservatórios e demandas nos nós, bem como diâmetros dos tubos, os fatores de atrito são inicialmente estipulados. A determinação das condições permanente e transiente bem como a identificação dos fatores de atrito é realizada com a utilização de um modelo hidráulico e geram cargas transientes que são consideradas convencionalmente verdadeiras, essas então recebem incrementos de diversos erros sistemáticos e aleatórios, que geram novas cargas e essas são consideradas coletadas com erros de medição. A partir dessas novas cargas são realizadas identificações de fatores de atrito, os quais são comparados com os que foram obtidos considerando um caso ideal de cargas sem erros de medição. A referida comparação é realizada através do Erro Médio Relativo e da Função Objetivo ótima. Os resultados encontrados demonstram que os erros de medição interferem na identificação dos fatores de atrito apesar de não ser possível delinear uma relação entre os mesmos.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:www.repositorio.ufc.br:riufc/11394 |
| Date | 10 November 2014 |
| Creators | Costa, Bárbara Cristina Alves da |
| Contributors | Araújo, John Kenedy de |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFC, instname:Universidade Federal do Ceará, instacron:UFC |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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