Controle ótimo de redes de adução de água baseado em programação linear seqüencial.

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2005
Autor(a) principal: Batista, Luís Fabiano de Campos
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
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: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3142/tde-08112024-082614/
Resumo: Uma rede de adução de água precisa ser projetada de forma a atender às demandas de consumo em qualquer hora do dia. No entanto, os valores de consumo instantâneo variam muito ao longo do tempo, e existe uma preocupação em se manter os níveis dos reservatórios dentro de seus limites operacionais. Quanto maior for o diâmetro da tubulação da rede adutora, menores serão as possibilidades de haver falta d\'água em alguma região da planta devido a deficiência de capacidade de transporte das adutoras (excessiva perda de carga). Do ponto de vista econômico, é interessante aproveitarmos ao máximo a estrutura atual da rede antes de partirmos para uma ampliação de capacidade da malha de abastecimento, seja por aumento de diâmetro da tubulação, seja por inclusão de boosters de reforço. Queremos garantir, dessa forma, a máxima transferência de água para os reservatórios, atendendo perfeitamente à demanda por água da população. Em outras palavras, não deve haver transbordamentos nem falta de água em nenhum dos reservatórios do sistema. Este trabalho analisa o problema de controle ótimo operacional de redes de adução de água por gravidade (redes adutoras). A idéia do trabalho é modelar uma rede de adução de água de qualquer arquitetura linearizando sistemas não lineares subjacentes e, em sucessivas iterações, aplicar um algoritmo de programação linear para obter os valores de vazões e perdas de cargas nas válvulas de controle dos reservatórios setoriais que satisfaçam as restrições impostas pela rede. Utilizando-se a técnica de modelagem por análise nodal modificada e programação linear seqüencial, foi possível obter os valores ótimos de vazão em todos os ramos de uma rede de adução de água genérica.
id USP_3dd063a6b31eba59aee397dcfbbadab1
oai_identifier_str oai:teses.usp.br:tde-08112024-082614
network_acronym_str USP
network_name_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
repository_id_str
spelling Controle ótimo de redes de adução de água baseado em programação linear seqüencial.Optimal control of water main based on sequencial linear programming.Adução por gravidadeConsumo de águaGravity inductionLinear programmingProgramação linearWater consumptionUma rede de adução de água precisa ser projetada de forma a atender às demandas de consumo em qualquer hora do dia. No entanto, os valores de consumo instantâneo variam muito ao longo do tempo, e existe uma preocupação em se manter os níveis dos reservatórios dentro de seus limites operacionais. Quanto maior for o diâmetro da tubulação da rede adutora, menores serão as possibilidades de haver falta d\'água em alguma região da planta devido a deficiência de capacidade de transporte das adutoras (excessiva perda de carga). Do ponto de vista econômico, é interessante aproveitarmos ao máximo a estrutura atual da rede antes de partirmos para uma ampliação de capacidade da malha de abastecimento, seja por aumento de diâmetro da tubulação, seja por inclusão de boosters de reforço. Queremos garantir, dessa forma, a máxima transferência de água para os reservatórios, atendendo perfeitamente à demanda por água da população. Em outras palavras, não deve haver transbordamentos nem falta de água em nenhum dos reservatórios do sistema. Este trabalho analisa o problema de controle ótimo operacional de redes de adução de água por gravidade (redes adutoras). A idéia do trabalho é modelar uma rede de adução de água de qualquer arquitetura linearizando sistemas não lineares subjacentes e, em sucessivas iterações, aplicar um algoritmo de programação linear para obter os valores de vazões e perdas de cargas nas válvulas de controle dos reservatórios setoriais que satisfaçam as restrições impostas pela rede. Utilizando-se a técnica de modelagem por análise nodal modificada e programação linear seqüencial, foi possível obter os valores ótimos de vazão em todos os ramos de uma rede de adução de água genérica.A water supply system needs to be designed in order to guarantee the water delivery according to the water consumptions requests at any time. However, the instantaneous water consumption flows vary a lot during the day, and the goal is to keep the level of reservoirs within their operational limits. The bigger is the pipeline diameter, the smaller are the concerns about water shortage due to head loss. But under a economical point of view, it is better to make use of the maximum capacity of present water network instead of make any investments on the plant, such as either pipeline replacement or inclusion of pumping boosters. We want to assure that the maximum amount of water will be transferred to reservoirs, satisfying perfectly all constraints. This work analyses the problem of operational optimal control of a general gravity-based water main. The basic idea of present work is to model a water main by linearizing subjacent non-linear systems, and in successive iterations, applying a linear programming algorithm in order to obtain the values of flows and head loss at valves of sectorial reservoirs that satisfy the network constraints. Applying both the modeling technique called Modified Nodal Analysis (MNA) and Sequential Linear Programming, we could obtain the optimal values of the water flow in all branches of a water main with general topology.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPCipparrone, Flávio Almeida de MagalhãesBatista, Luís Fabiano de Campos2005-10-25info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3142/tde-08112024-082614/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2024-11-08T11:00:06Zoai:teses.usp.br:tde-08112024-082614Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212024-11-08T11:00:06Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false
dc.title.none.fl_str_mv Controle ótimo de redes de adução de água baseado em programação linear seqüencial.
Optimal control of water main based on sequencial linear programming.
title Controle ótimo de redes de adução de água baseado em programação linear seqüencial.
spellingShingle Controle ótimo de redes de adução de água baseado em programação linear seqüencial.
Batista, Luís Fabiano de Campos
Adução por gravidade
Consumo de água
Gravity induction
Linear programming
Programação linear
Water consumption
title_short Controle ótimo de redes de adução de água baseado em programação linear seqüencial.
title_full Controle ótimo de redes de adução de água baseado em programação linear seqüencial.
title_fullStr Controle ótimo de redes de adução de água baseado em programação linear seqüencial.
title_full_unstemmed Controle ótimo de redes de adução de água baseado em programação linear seqüencial.
title_sort Controle ótimo de redes de adução de água baseado em programação linear seqüencial.
author Batista, Luís Fabiano de Campos
author_facet Batista, Luís Fabiano de Campos
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Cipparrone, Flávio Almeida de Magalhães
dc.contributor.author.fl_str_mv Batista, Luís Fabiano de Campos
dc.subject.por.fl_str_mv Adução por gravidade
Consumo de água
Gravity induction
Linear programming
Programação linear
Water consumption
topic Adução por gravidade
Consumo de água
Gravity induction
Linear programming
Programação linear
Water consumption
description Uma rede de adução de água precisa ser projetada de forma a atender às demandas de consumo em qualquer hora do dia. No entanto, os valores de consumo instantâneo variam muito ao longo do tempo, e existe uma preocupação em se manter os níveis dos reservatórios dentro de seus limites operacionais. Quanto maior for o diâmetro da tubulação da rede adutora, menores serão as possibilidades de haver falta d\'água em alguma região da planta devido a deficiência de capacidade de transporte das adutoras (excessiva perda de carga). Do ponto de vista econômico, é interessante aproveitarmos ao máximo a estrutura atual da rede antes de partirmos para uma ampliação de capacidade da malha de abastecimento, seja por aumento de diâmetro da tubulação, seja por inclusão de boosters de reforço. Queremos garantir, dessa forma, a máxima transferência de água para os reservatórios, atendendo perfeitamente à demanda por água da população. Em outras palavras, não deve haver transbordamentos nem falta de água em nenhum dos reservatórios do sistema. Este trabalho analisa o problema de controle ótimo operacional de redes de adução de água por gravidade (redes adutoras). A idéia do trabalho é modelar uma rede de adução de água de qualquer arquitetura linearizando sistemas não lineares subjacentes e, em sucessivas iterações, aplicar um algoritmo de programação linear para obter os valores de vazões e perdas de cargas nas válvulas de controle dos reservatórios setoriais que satisfaçam as restrições impostas pela rede. Utilizando-se a técnica de modelagem por análise nodal modificada e programação linear seqüencial, foi possível obter os valores ótimos de vazão em todos os ramos de uma rede de adução de água genérica.
publishDate 2005
dc.date.none.fl_str_mv 2005-10-25
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3142/tde-08112024-082614/
url https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3142/tde-08112024-082614/
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.relation.none.fl_str_mv
dc.rights.driver.fl_str_mv Liberar o conteúdo para acesso público.
info:eu-repo/semantics/openAccess
rights_invalid_str_mv Liberar o conteúdo para acesso público.
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.coverage.none.fl_str_mv
dc.publisher.none.fl_str_mv Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
publisher.none.fl_str_mv Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
dc.source.none.fl_str_mv
reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
instname:Universidade de São Paulo (USP)
instacron:USP
instname_str Universidade de São Paulo (USP)
instacron_str USP
institution USP
reponame_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
collection Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
repository.name.fl_str_mv Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)
repository.mail.fl_str_mv virginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.br
_version_ 1818598502997950464