Predição de bombas funcionando como turbinas em toda a faixa de operação: estudo de caso de uma rede de distribuição de água

GAIA, Juliana Garcia

Dissertação

Predição de bombas funcionando como turbinas em toda a faixa de operação: estudo de caso de uma rede de distribuição de água

Nowadays, the importance of reducing energy costs and/or obtaining alternative forms of generation has increased more and more. In this context, pumps working as turbines (BFT) emerge as a sustainable alternative for energy generation taking advantage of the hydraulic potential of a location. Howeve...

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Autor principal:	GAIA, Juliana Garcia
Grau:	Dissertação
Idioma:	por
Publicado em:	Universidade Federal do Pará 2024
Assuntos:	Bombas funcionando como turbinas (BFT) Eficiência energética Sistema de abastecimento de água Pumps as turbines (PAT) Energy efficiency Water supply system CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL::ENGENHARIA HIDRAULICA::HIDRAULICA ENERGIAS RENOVÁVEIS TECNOLOGIAS SUSTENTÁVEIS
Acesso em linha:	https://repositorio.ufpa.br/jspui/handle/2011/16418

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spelling	ir-2011-164182024-08-16T18:23:52Z Predição de bombas funcionando como turbinas em toda a faixa de operação: estudo de caso de uma rede de distribuição de água GAIA, Juliana Garcia MESQUITA, André Luiz Amarante http://lattes.cnpq.br/1331279630816662 Bombas funcionando como turbinas (BFT) Eficiência energética Sistema de abastecimento de água Pumps as turbines (PAT) Energy efficiency Water supply system CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL::ENGENHARIA HIDRAULICA::HIDRAULICA ENERGIAS RENOVÁVEIS TECNOLOGIAS SUSTENTÁVEIS Nowadays, the importance of reducing energy costs and/or obtaining alternative forms of generation has increased more and more. In this context, pumps working as turbines (BFT) emerge as a sustainable alternative for energy generation taking advantage of the hydraulic potential of a location. However, the adversity found is related to the BFT operating range in turbine mode. This work aims to theoretically determine the operating range of pumps working as turbines of pumps selected to work as pressure reducing valves (PRV) in the water supply system (SAA) of Vila Permanente, in Tucuruí. Three experimental studies were evaluated and the methods of Sharma & Williams (1995), Yang et al. (2012) and Alatorre-Frenk (1994) to achieve the PATs head (Ht) and flow (Qt) prediction results in turbine mode at the best efficiency point (BEP); after that, the method developed by Rossi (2019) was applied, which works outside the entire operating range of the BFT, combined with the methods in the BEP to obtain the characteristic curves Q x H (flow x head) and Q x η ( flow x efficiency) of the BFT in turbine mode; and finally, the results obtained through the methods were compared with the results of experimental studies, so that the best combination of methods was selected. Then, with the height and flow values of the pressure points in the SAA of Vila Permanente, centrifugal pumps were selected to work as turbines, applying the best combination of method and then obtaining the characteristic curves Q x H (flow x head) and Q x η (flow x efficiency) of the BFT in turbine mode, in order to reveal various points where the BFT can operate; in addition to energy recovery calculations with values in KW per day, month and year. In water supply systems, energy costs are excessive and it is common to use pressure reducing valves at points where this reduction is necessary to ensure the right circumstances for the transport of water in the pipeline. In this way, it is understood that there is a waste of energy that could be used in the system itself. Nos dias atuais, a importância de reduzir gastos com energia e/ou de obter formas alternativas de geração tem aumentado cada vez mais. Nesse contexto, as bombas funcionando como turbinas (BFT) surgem como alternativa sustentável para geração de energia aproveitando o potencial hidráulico de um local. Entretanto, a adversidade encontrada está relacionada com a faixa de operação da BFT em modo turbina. Este trabalho tem como propósito determinar de maneira teórica a faixa de operação de bombas funcionando como turbinas de bombas selecionadas para funcionar como válvulas redutoras de pressão (VRP) no sistema de abastecimento de água (SAA) da Vila Permanente, em Tucuruí. Realizou-se uma avaliação de três estudos experimentais e aplicou-se os métodos de Sharma & Williams (1995), Yang et al. (2012) e Alatorre-Frenk (1994-1998) para alcançar os resultados de previsão de altura (Ht) e vazão (Qt) das BFTs no modo turbina no melhor ponto de eficiência (BEP); após isso, foi aplicado o método desenvolvido por Rossi et al. (2019), que funciona em toda faixa de operação da BFT, combinado com os métodos no BEP para obtenção das curvas características Q x H (vazão x altura) e Q x η (vazão x eficiência) da BFT no modo turbina; e por fim, compararam-se os resultados obtidos através dos métodos com os resultados dos estudos experimentais, para que assim, a melhor combinação de métodos fosse selecionada. Então, com os valores de altura e vazão dos pontos de pressão no SAA da Vila Permanente, foram selecionadas bombas centrífugas para funcionar como turbinas, aplicando a melhor combinação de método e depois obtendo as curvas características da BFT no modo turbina, de modo a revelar vários pontos em que a BFT pode operar; além dos cálculos de recuperação de energia com valores em KW por dia, mês e ano. Nos sistemas de abastecimento de água, os gastos com energia são excessivos e é comum a utilização de válvulas redutoras de pressão em pontos em que é necessária essa redução para assegurar que as circunstâncias propícias para o transporte de água na tubulação. Desta maneira, entende-se que ocorre desperdício de energia que poderia ser empregada no próprio sistema. 2024-08-16T18:23:36Z 2024-08-16T18:23:36Z 2021-06-18 Dissertação GAIA, Juliana Garcia. Predição de bombas funcionando como turbinas em toda a faixa de operação: estudo de caso de uma rede de distribuição de água. Orientador: André Luiz Amarante Mesquita. 2021. 97 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Infraestrutura e Desenvolvimento Energético) – Núcleo de Desenvolvimento Amazônico em Engenharia, Universidade Federal do Pará, Tucuruí, 2021. Disponível em: https://repositorio.ufpa.br/jspui/handle/2011/16418. Acesso em:. https://repositorio.ufpa.br/jspui/handle/2011/16418 por Acesso Aberto http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/ application/pdf Universidade Federal do Pará Brasil Núcleo de Desenvolvimento Amazônico em Engenharia - NDAE/Tucuruí UFPA Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Infraestrutura e Desenvolvimento Energético Disponível na internet via Sagitta
institution	Repositório Institucional - Universidade Federal do Pará
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