Faculdade de Engenharia Sanitária e Ambiental - FAESA/CAMTUC
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Trabalho de Curso - Graduação - Monografia Acesso aberto (Open Access) Avaliação de combinações de modelos preditivos de bombas funcionando como turbinas em condições off-design em redes de abastecimento de água(2025-11-06) QUEIROZ, Pamelly Santa Brigida; SOUZA, Davi Edson Sales e; http://lattes.cnpq.br/6130270007673176; https://orcid.org/0000-0001-9632-5667Este estudo tem como objetivo avaliar o desempenho de combinações de modelos preditivos aplicados à estimativa do comportamento hidráulico de bombas operando como turbinas (BFTs) em condições fora do ponto de projeto, em redes de distribuição de água. Foram analisadas duas combinações amplamente referenciadas da literatura: Yang+Rossi e Stepanoff+Rossi. Os modelos permitem a determinação do ponto de melhor eficiência (MPE) da bomba e o comportamento hidráulico em regime fora do ponto de projeto (off-design). A metodologia adotada envolveu a formulação de relações adimensionais para construção das curvas de desempenho e validação frente a dados experimentais disponíveis, abrangendo diferentes faixas de velocidade específicas. A combinação Yang+Rossi apresentou desempenho mais consistente e foi aplicada em um estudo de caso real em uma área de medição distrital (AMD) localizada em Tucuruí-PA. A BFT selecionada foi inserida no software EPANET 2.2, considerando operação em velocidade variável durante 18 horas diárias. A simulação indicou que a BFT manteve o controle da pressão dentro dos limites normativos, operando de forma eficiente mesmo em faixas de vazão fora do ponto de projeto. A curva característica gerada permitiu prever a eficiência em função da rotação, com desempenho otimizado durante os horários de maior consumo. A potência média gerada pela BFT foi de 3,44 kw, resultando em uma recuperação energética anual de 22.620 kwh.Trabalho de Curso - Graduação - Artigo Acesso aberto (Open Access) Bombas funcionando como turbina para regulação da pressão e a recuperação de energia em redes de distribuição de água(2022-12-16) VIANA, Ingrid Luna Baia; BATISTA, Jamile Caroline Moreira; LOPES, Raynner Menezes; http://lattes.cnpq.br/2141159049840983; https://orcid.org/0000-0001-8346-1280; SOUZA, Davi Edson Sales e; http://lattes.cnpq.br/6130270007673176; https://orcid.org/0000-0001-9632-5667As redes de distribuição de água (RDAs) possuem energia de pressão que é dissipada com a utilização de válvulas redutoras de pressão (VRPs). Essa energia poder ser recuperada por bombas funcionando como turbinas (BFTs) que possuem baixo custo e alta disponibilidade no mercado. A seleção da bomba adequada deve levar em consideração o seu melhor ponto de eficiência (MPE), e sua operação off-design (para toda a faixa operacional). Neste artigo, uma combinação de métodos (MPE + off-design) foi validada e aplicada para selecionar a bomba adequada para operar em uma RDA real. A substituição de duas VRPs por BFTs operando em velocidade constante foi investigada. A BFT1 foi tecnicamente melhor que BFT2, que apresentou pressão de saída negativa, prejudicando a pressão dos Nós da RDA. A melhor bomba recuperou 4,331 kWh/ano, o equivalente a redução de 1,732,400 gCO2/ano (um carro ou três motocicletas), sendo capaz de atender, aproximadamente, duas casas categorizadas como baixa renda. A utilização de BFT se mostra uma alternativa viável, uma vez que é capaz de recuperar energia considerável. Contudo, para que a sua operação seja capaz de controlar adequadamente a pressão em uma RDA, deve-se buscar outras estratégias de operação, como a operação em velocidade variável.Trabalho de Curso - Graduação - Artigo Acesso aberto (Open Access) Regulação da pressão em uma rede de distribuição de água usando bombas como turbinas em velocidades variáveis com aproveitamento energético(2022-12-16) SOUSA, Juliana Melo de; CASTRO, Denize Mendes de; LOPES, Raynner Menezes; http://lattes.cnpq.br/2141159049840983; https://orcid.org/0000-0001-8346-1280; SOUZA, Davi Edson Sales e; http://lattes.cnpq.br/6130270007673176; https://orcid.org/0000-0001-9632-5667Bombas Funcionando como Turbinas (BFTs) podem ser consideradas uma solução técnica e econômica para controlar as pressões nas Redes de Distribuição de Água (RDAs) em substituição às Válvulas Redutoras de Pressão (VRPs). Seu uso requer uma compreensão precisa da operação sob várias condições hidráulicas em uma RDA (off-design). Caso contrário, a eficiência da máquina é reduzida, impossibilitando a regulação da pressão e recuperando pouca energia. Este estudo apresenta uma metodologia que detalha a regulação de pressão em uma rede municipal com o emprego de BFTs. A avaliação das pressões na RDA é feita para três cenários (C1 – VRPs operando 24h; C2 – BFT operando 18h e VRP operando 6h; e C3 – BFTs operando 24h). A seleção e a operação off-design da bomba é realizada a partir da utilização de dois modelos da literatura. As máquinas são simuladas em velocidades variáveis para substituir as válvulas. A redução de vazamentos nos três cenários é estimada. Em todos os cenários, houve o controle efetivo da pressão; em C2 e C3, as BFTs regulam a pressão da RDA como se fosse uma VRP e segundo a legislação Brasileira vigente. No C2, as melhores eficiências (0,674 a 0,675) e potência (4,27 kW) ocorrem quando as vazões são altas e as velocidades são reduzidas (2.500 rpm às 11h e 3.000 rpm às 18h). O C3 se comportou da mesma maneira, produzindo uma potência média de 3,70 kW. Assim, a pressão de saída da bomba e em toda a rede são reguladas, reduzindo quantidade significativa de vazamentos. Com isso, no C2 a BFT recupera 28.038,00 kWh/ano e no C3 32.392,00 kWh/ano. Portanto, o C3 apresentou os melhores resultados, primeiro do ponto de vista hidráulico, em seguida, do energético.