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UNIVERSIDADE FEDERAL DE PELOTAS - UFPEL CENTRO DE ENGENHARIAS - CENG DISCIPLINA: SISTEMAS URBANOS DE ESGOTO

SIFÃO INVERTIDO Prof. Hugo Alexandre Soares Guedes E-mail: [email protected] Website: wp.ufpel.edu.br/hugoguedes/

2º semestre de 2016

SIFÕES INVERTIDOS

• Alternativas para transposição de obstáculos?
por gravidade, aprofundando a tubulação
por recalque, através de elevatória
por gravidade, com travessia aérea (depende do caso)
por gravidade, com sifão invertido

HIDRÁULICA DE SIFÃO INVERTIDO • Escoamento em conduto forçado, por gravidade • Cálculo da perda de carga distribuída
Fórmula Universal: f = 0,002
Fórmula de Hazen-Willians: C = 100 • Cálculo da perda de carga localizada:

SIFÃO INVERTIDO – EX. PLANTA E PERFIL

SIFÃO INVERTIDO – EX. PLANTA E PERFIL

SIFÃO INVERTIDO - CONSTRUÇÃO

SIFÃO INVERTIDO - LIMPEZA

SIFÃO INVERTIDO – PERDAS DE CARGA

DIMENSIONAMENTO • Velocidade:
Garantir auto limpeza das tubulações, pelo menos uma vez por dia
Velocidade mínima:  V > 0,9 m/s, para vazão máxima de um dia qualquer  V > 0,6, para vazão média
Velocidade máxima: 3,0 a 4,0 m/s • Diâmetro mínimo = 150 mm • Número de tubulações:
mínimo = 2 tubos
grandes variações de vazões > 2 tubos

PERFIS

CÂMARA DE MONTANTE: CONTROLE DE VAZÃO POR STOP-LOG

O stop-log permite manobras para controlar as vazões (isolando as tubulações)

CÂMARA DE JUSANTE: CONTROLE DE VAZÃO POR STOP-LOG

CÂMARA DE MONTANTE: CONTROLE DE VAZÃO POR VERTEDOR LATERAL

VENTILAÇÃO DO SIFÃO INVERTIDO

SIFÃO INVERTIDO – EXEMPLO DE PROJETO • Materiais: ferro fundido dúctil, concreto, aço, plásticos

EX. – DIMENSIONAMENTO DAS TUBULAÇÕES • Admitindo-se que o sifão invertido será constituído de 3 tubulações (1, 2 e 3)
a tubulação 1 atenderá a etapa imediata
a tubulação 2 mais a tubulação 1 atenderão a 1ª etapa
a tubulação 3 e as demais atenderão a 2ª etapa • Determinação dos diâmetros, considerando:
para vazão média: V ≥ 0,60 m/s
para a vazão máxima horária em um dia qualquer: V ≥ 0,90 m/s

EX. – DIMENSIONAMENTO DAS TUBULAÇÕES

EX. – DIMENSIONAMENTO DAS TUBULAÇÕES

EX. – DIMENSIONAMENTO DAS TUBULAÇÕES

EX. – CURVA CARACTERÍSTICA E OPERAÇÃO • Agora sim, pode-se conferir as perdas de cargas localizadas e distribuídas, e as vazões resultantes: • com tubulação FD K7 (f = 0,002; L = 40 m) e para D1 = 400 mm

EX. – CURVA CARACTERÍSTICA E OPERAÇÃO • e com tubulação FD K7 (f = 0,002; L = 40 m) e D2 = D3 = 500 mm:

EX. – CURVA CARACTERÍSTICA E OPERAÇÃO • Curvas características do sifão, determinando a perda de carga para as tubulações de 400 mm e de 500 mm, e respectivas velocidades:

EX. – CURVA CARACTERÍSTICA E OPERAÇÃO • Variação das velocidades e das perdas de carga nas tubulações do sifão, em função do intervalo das vazões:

EX. – PERÍODOS DE OPERAÇÃO • Com a tabela anterior podemos definir os períodos de operação para cada tubulação do sifão:

EX. – NÍVEIS D’ÁGUA NAS CÂMARAS • Câmaras de montante e jusante: para determinar o NA nas câmaras do sifão foram consideradas as vazões que ocasionam as perdas de cargas máximas (∆H = 0,35 m):

EX. – VENTILAÇÃO • Será projetada uma tubulação para a ventilação do sifão a ser localizada na câmara de montante, pois está se admitindo que os gases expulsos não afetarão as condições ambientais do local. Seu diâmetro será equivalente a um décimo da área das tubulações do sifão.

Outra alternativa para a ventilação seria a ligação entre as câmaras...

EX. – PLANTA E PERFIL