Avaliação da eficiência hidráulica de reservatórios de distribuição de água

Abstract

A eficiência hidráulica em reservatórios de armazenamento de água foi investigada usando a técnica de Fluidodinâmica Computacional (CFD). Varias situações foram estudadas, variando a forma, posição de entrada, e características hidráulicas dos tanques. Foram caracterizados os padrões de fluxo dos reservatórios por meio da analise dos perfis de velocidade ao longo do domínio e por meio da utilização de índices hidráulicos para fenômenos como curto circuito entre outros. Foi mostrado que todos os reservatórios estudados apresentaram curto circuito, sendo os reservatórios com entrada lateral os que se destacaram na intensidade deste fenômeno. Também foi possível detectar zonas de recirculação que governam o fluxo dentro dos reservatórios. Os mapas de idade da água confirmaram os resultados obtidos por meio da análise dos vetores e linhas de corrente de velocidades. Um novo índice foi desenvolvido com base na literatura. Por fim, mostrou-se que reservatórios com uma relação H/D = 0.25 são mais eficientes que os cuja relação é igual a 4.

ABSTRACT - The hydraulic efficiency of water storage tanks was investigated using the technique Computational Fluid Dynamics (CFD) technique. Several situations were studied by varying the shape, the inlet position, and hydraulic characteristics of the tanks. The flow patterns of the reservoirs were characterized by analyzing the velocity profiles fields and with the help of hydraulic indexes. It was shown that all reservoirs studied had short circuit, with reservoirs having side entry standing in the intensity of this phenomenon. It was also possible to detect areas that govern the recirculation flow within reservoirs. The water age maps confirmed the results obtained by analyzing the velocity vectors and streamlines. A new index was derived from the ones found in literature to help tha mixing analysis. Finally, it was shown that tanks with an H / D ratio = 0.25 are more efficient than those whose ratio is equal to 4.