Calibração de coeficientes de rugosidade em redes reais de abastecimento de água, usando o método iterativo do gradiente hidráulico alternativo - MIGHA

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2018
Autor(a) principal: Campos, Rubeny Daniel Garcia
Orientador(a): Castro, Marco Aurélio Holanda de
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Não Informado pela instituição
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/33082
Resumo: Computational models have been developed in the last decades, both for the planning and the operation of drinking water supply systems, reaching great advances in relation to their applications. For hydraulic modeling to be reliable and represent reality, it is necessary to calibrate the hydraulic model. The purpose of calibration or what is known as parameter optimization of any model of a physical system is to identify the values ​​of some parameters in the model that are not known a priori. This is achieved by feeding the model with input data and comparing the calculated output variables with the variables measured in the physical system. The calibration of the pipe roughness coefficients, as well as other parameters of the hydraulic models, is a necessary procedure for the reliability of hydraulic simulation results. In this work a computational routine is developed for calibration of the Darcy-Weisbach friction factor followed by the calculation of absolute roughness in real water supply. Also a computational subroutine was developed with the purpose of seeking the best initial roughness value. The study, carried out in a hypothetical network and a real network, also evaluates the performance of the method in situations in which the pressure in all nodes of the network is not known. 10,252 friction factor calibrations were performed to calculate the absolute roughness of the water supply network of the Aldeota, Fortaleza / CE Sector, identifying the areas of low pressure, due to the reduction of the useful diameter of the tube due to the increased roughness, as well as indications of possible leaks in areas with higher pressures. The studies carried out aim to increase the knowledge of the technique, contributing to future studies and improvements in the operation and detection of leaks.
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The purpose of calibration or what is known as parameter optimization of any model of a physical system is to identify the values ​​of some parameters in the model that are not known a priori. This is achieved by feeding the model with input data and comparing the calculated output variables with the variables measured in the physical system. The calibration of the pipe roughness coefficients, as well as other parameters of the hydraulic models, is a necessary procedure for the reliability of hydraulic simulation results. In this work a computational routine is developed for calibration of the Darcy-Weisbach friction factor followed by the calculation of absolute roughness in real water supply. Also a computational subroutine was developed with the purpose of seeking the best initial roughness value. The study, carried out in a hypothetical network and a real network, also evaluates the performance of the method in situations in which the pressure in all nodes of the network is not known. 10,252 friction factor calibrations were performed to calculate the absolute roughness of the water supply network of the Aldeota, Fortaleza / CE Sector, identifying the areas of low pressure, due to the reduction of the useful diameter of the tube due to the increased roughness, as well as indications of possible leaks in areas with higher pressures. The studies carried out aim to increase the knowledge of the technique, contributing to future studies and improvements in the operation and detection of leaks.Modelos computacionais foram desenvolvidos nas últimas décadas, tanto para o planejamento quanto para a operação dos sistemas de abastecimento de água potável, atingindo grandes avanços em relação às suas aplicações. Para que a modelagem hidráulica seja confiável e represente a realidade, é necessário calibrar o modelo hidráulico. O objetivo da calibração ou o que é conhecido como otimização de parâmetros de qualquer modelo de um sistema físico é identificar os valores de alguns parâmetros no modelo que não são conhecidos a priori. Isto é conseguido alimentando o modelo com dados de entrada e comparando as variáveis de saída calculadas com as variáveis medidas no sistema físico. A calibração dos coeficientes de rugosidade das tubulações, bem como a de outros parâmetros dos modelos hidráulicos, é um procedimento necessário para a confiabilidade dos resultados da simulação hidráulica. Neste trabalho uma rotina computacional é desenvolvida para calibração do fator de atrito de Darcy-Weisbach seguido do cálculo da rugosidade absoluta em reais de abastecimento de agua. Também uma sub-rotina computacional foi desenvolvida com a finalidade de buscar o melhor valor inicial da rugosidade. O estudo, realizado em uma rede hipotética e uma rede real, avalia também o desempenho do método em situações nas quais não se conhece a pressão em todos os nós da rede. Foram realizadas 10.252 calibrações do fator de atrito para o cálculo da rugosidade absoluta da rede de abastecimento de agua do Setor da Aldeota, Fortaleza/CE identificando as áreas de baixa pressão, devido à redução do diâmetro útil do tubo por causa do aumento da rugosidade, assim como indícios de possíveis vazamentos em áreas com pressões mais altas. Os estudos realizados visam a ampliação do conhecimento da técnica, contribuindo para futuros estudos e melhoras na operação e detecção de vazamentos.Recursos hídricosDistribuição de águaCalibraçãoAbsolute roughnessCalibrationCalibração de coeficientes de rugosidade em redes reais de abastecimento de água, usando o método iterativo do gradiente hidráulico alternativo - MIGHACalibration of roughness coefficients in real water supply networks using the iterative method of the alternative hydraulic gradient - MIGHAinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisporreponame:Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC)instname:Universidade Federal do Ceará (UFC)instacron:UFCinfo:eu-repo/semantics/openAccessORIGINAL2018_dis_rdgcampos.pdf2018_dis_rdgcampos.pdfapplication/pdf3165258http://repositorio.ufc.br/bitstream/riufc/33082/5/2018_dis_rdgcampos.pdf1b09faba9ae69507adc58ae50642fe0cMD55LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81812http://repositorio.ufc.br/bitstream/riufc/33082/6/license.txt9351db63ea91b32e01910aaf21c0fd0aMD56riufc/330822020-08-25 12:05:51.348oai:repositorio.ufc.br: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ório InstitucionalPUBhttp://www.repositorio.ufc.br/ri-oai/requestbu@ufc.br || repositorio@ufc.bropendoar:2020-08-25T15:05:51Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC) - Universidade Federal do Ceará (UFC)false
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