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Capítulo 5 - Hidráulica da Água, Transporte e Acessórios

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Capítulo

5

Hidráulica da Água,

Transporte e Acessórios

5.1

5.1.1

MECÂNICA DOS FLUIDOS, HIDRÁULICA E TRANSPORTE DA ÁGUA

Mecânica dos Fluidos e Hidráulica

Os fluidos são substâncias capazes de escoar de acordo com a forma do recipiente no qual estão contidos. Os fluidos podem ser divididos em líquidos e gases. Os líquidos são praticamente incompressíveis, enquanto os gases são compressíveis. Os líquidos ocupam volumes definidos e possuem superfícies livres, enquanto os gases se expandem até ocupar todas as porções de quaisquer vasos que os contenham. Água, águas servidas, petróleo, etc. são líquidos.

A mecânica dos fluidos é um ramo da mecânica aplicada que lida com o comportamento dos fluidos (líquidos e/ou gases) em repouso e em movimento. Os princípios da termodinâmica devem ser considerados quando ocorrer uma compressibilidade apreciável. A hidráulica é um ramo da mecânica dos fluidos que lida com o comportamento de líquidos particularmente incompressíveis, como a água, as águas servidas, a lama líquida, etc.

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Capítulo 3 - Recursos Hídricos: Águas Subterrâneas

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Capítulo

3

Recursos Hídricos: Águas Subterrâneas

A

s águas subterrâneas provenientes de poços e nascentes têm servido como fonte de abastecimento de água doméstico desde a antiguidade. A Tabela 3.1 mostra que nos Estados Unidos há mais sistemas de abastecimento baseados em águas subterrâneas do que em águas superficiais — porém, cada vez mais pessoas bebem água de um sistema superficial. Cerca de 35% (107 milhões) da população de 306 milhões de pessoas atendidas pelos sistemas de abastecimento públicos depende das águas subterrâneas. As estruturas de águas subterrâneas são 10 vezes mais numerosas do que as instalações de águas superficiais (aproximadamente 141.000 para 14.000); a capacidade média das instalações de águas subterrâneas, no entanto, é menor. As contribuições das águas subterrâneas também desempenham um papel importante nos abastecimentos que dependem de fontes superficiais, pois é a descarga das águas subterrâneas que sustenta a maioria dos cursos d’água na estação seca.

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Capítulo 13 - Hidráulica dos Sistemas de Esgoto

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Capítulo

13

Hidráulica dos Sistemas de Esgoto

13.1

NATUREZA DO ESCOAMENTO

Hidraulicamente, a coleta de águas servidas é diferente da distribuição de água no que se refere aos três princípios básicos a seguir: (a) Os esgotos, embora consistam majoritariamente em tubulações circulares, normalmente escoam apenas parcialmente cheios e, portanto, como canais abertos; (b) os escoamentos afluentes quase sempre são instáveis e muitas vezes não uniformes; e (c) geralmente os esgotos são obrigados a transportar cargas substanciais de substâncias flutuantes, suspensas e solúveis, com pouca ou nenhuma deposição, e sem erosão das superfícies do canal. Para satisfazer o terceiro requisito, as velocidades dos esgotos têm de ser autolimpantes, ainda que não destrutivas.

Como mostramos no capítulo anterior, o período de projeto dos coletores principais, dos interceptores e das desembocaduras pode ser de até 50 anos devido à inconveniência e o custo de aumentar ou substituir estruturas hidráulicas desta natureza nas cidades densamente povoadas. O dimensionamento dos condutos necessários pode se tornar complicado se tiverem que ser autolimpantes do início ao fim do período de projeto. Embora os sistemas de distribuição de água também tenham de satisfazer as mudanças nos requisitos de capacidade, seu equilíbrio hidráulico é menos delicado; a água deve transportar apenas a si própria, digamos assim. Acontece que as velocidades do escoamento nos sistemas de distribuição de água são mais fortemente importantes economicamente do que funcionalmente e pode-se admitir a sua variabilidade ao longo de uma ampla variedade de grandezas sem afetar acentuadamente o desempenho do sistema. Por outro lado, o desempenho dos sistemas de águas servidas é condicionado, com mais ou menos rigidez, a gradientes hidráulicos inflexíveis e, então, se torna importante tanto funcionalmente quanto economicamente.

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Capítulo 4 - Quantidades de Escoamento de Água e Águas Servidas

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Capítulo

4

Quantidades de Escoamento de Água e Águas Servidas

O conhecimento das quantidades necessárias de escoamento de águas de abastecimento e águas servidas é fundamental para o projeto e gestão dos sistemas. Nos Estados Unidos, os volumes de

água fornecidos para as cidades e povoados ou que é removido destes locais é expresso em galões americanos por ano (galões/ano), mês (galões/mês), dia (galões/dia) ou minuto (gpm). O galão americano ocupa um volume de 0,1337 pé cúbico (ft3) ou 3,785 litros (L) e pesa 8,344 libras (lb) ou

3,785 quilogramas (kg). A unidade métrica fundamental (SI) no trabalho de engenharia é o metro cúbico (m3), pesando 1.000 quilogramas (kg) ou 1 tonelada métrica (T), equivalendo a 1.000 litros

(L). Nos Estados Unidos, os volumes anuais de águas de abastecimento ou águas servidas são convenientemente registrados em milhões de galões (MG) ou milhões de litros (ML). Os volumes diários geralmente são expressos em milhões de galões por dia (MGD) ou milhões de litros por dia (MLD), caso sejam maiores que 100.000 gpd (378.500 L/d). Os volumes diários de galões per capita são expressos em gpcd, enquanto os volumes diários em litros per capita são expressos em Lpcd. As populações conectadas ou afluentes e as quantidades de serviços ou unidades habitacionais podem assumir as populações totais.

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Capítulo 16 - Materiais, Elementos e Manutenção de Esgotos

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Capítulo

16

Materiais, Elementos e

Manutenção de Esgotos

16.1

MATERIAL DA TUBULAÇÃO DE ESGOTO POR GRAVIDADE

Existem vários materiais de tubulação diferentes para sistemas de coleta de águas servidas, cada um com uma característica única aplicável às diferentes condições. As tubulações têm vida útil que variam de 15 a mais de 100 anos, dependendo do tipo de material e do ambiente. Ao examinar uma tubulação, o material utilizado pode ser um indicador de falha mais importante do que a idade. Os quatro materiais de tubulação mais utilizados são o ferro dúctil, o concreto, o plástico e a argila vitrificada.

As considerações de escolha do material da tubulação incluem as condições da vala (condições geológicas), a corrosão, a temperatura, os requisitos de segurança e o custo. As características fundamentais da tubulação são a resistência à corrosão (interior e exterior), fator de lavagem, estanqueidade e características hidráulicas.

Os fabricantes de tubos seguem as exigências da American Society of Testing Materials (ASTM) ou da American Water Works Association (AWWA) quanto aos materiais específicos das tubulações. A especificação de padrões abrange a fabricação dos tubos e determina parâmetros como o diâmetro interno, carga (classes) e espessura da parede (schedule). Os métodos de construção da tubulação variam bastante de acordo com os materiais destas tubulações.

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