Desenvolvimento de equipamento para avaliação de erosão por cavitação

Orientadores: Ana Ines Borri Genovez, Edevar Luvizotto JuniorDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia CivilResumo: O problema de cavitação nas estruturas hidráulicas é particularmente importante e em especial, as áreas superficiais devem ser resistentes. Em muitos casos, o dano provocado é tão grande que reduz a vida útil da obra e também obriga a longos períodos de interrupção de funcionamento. A erosão provocada por este fenômeno vem acompanhada de outros efeitos indesejáveis que são as vibrações estruturais e o ruído acústico. O objetivo deste trabalho foi desenvolver um equipamento que permita avaliar o desgaste ocasionado pela cavitação em amostras de concreto empregados em estruturas hidráulicas. Um banco de ensaio foi montado utilizando bomba de deslocamento direto e bomba centrífuga. O emprego da bomba de deslocamento direto permitiu o desenvolvimento da cavitação. O equipamento mostrou-se adequado para a realização de ensaios de resistências de concretos, obtendo-se dano nas amostras com tempos de ensaio muito menores que os necessários com outros dispositivos permitindo, portanto, economia de energia e mão de obra. O uso da bomba centrífuga não foi adequado. Conclui-se que para obtenção de desgaste nas amostras de concreto é necessária uma combinação de tempo de ensaio, características da amostra (resistência e componentes) e valores apropriados do índice de cavitação. Os testes com amostras de concretos especiais são necessários para definir a melhor performance e poder empregar com eficiência tanto na construção como no reparo das estruturas sujeitas a este tipo de situaçãoAbstract: Cavitation in hydraulic structures is particularly important and especially the superficial areas must be resistant. In many cases the provoked damage is so great that it reduces the useful life of the structure and also compels long periods of functioning interruption. The erosion provoked for this phenomenon comes followed of other undesirable effect, such as structural vibrations and noise. The objective of this work was to develop an equipment that allows to evaluate cavitation erosion in concrete samples used in hydraulic structures. The test bank was assembled using direct shift and centrifugal pumps. The equipment with the direct shift pump allowed the development of the cavitation. The equipment revealed adequate for the accomplishment of concrete resistances tests. Visible damage in the samples was obtained with very lesser times comparing with other devices, therefore allowing energy and workmanship saving. The installation with the use of the centrifugal pump was not satisfactory. One concludes that for attainment cavitation erosion in concrete samples it is necessary a combination of test time, features of the sample (resistance and components) and appropriate values of the cavitation index. Tests with special concrete samples should be necessary to define the best performance in order to make efficient construction and repair of the hydraulic structuresMestradoRecursos HidricosMestre em Engenharia Civi

The crucial importance of air valve characterization to the transient response of pipeline systems

[EN] Air valves are often crucial components in an air management strategy for pressurized water conveyance systems. However, the reliability of characteristic curves of air valves found in product catalogs is quite variable. This paper evaluates the consistency of a selection of product curves to basic air flow principles. Several recurring issues are identified: catalogs that present identical curves for admission and expulsion (they are, in fact, quite distinct); admission curves that are inconsistent with the isentropic inflow model; inflow (admission) curves actually consistent with the shape of the isentropic outflow model; limited validity curves that encompass only part of the subsonic flow regimen; and unclear or unstated specifications regarding the conditions under which the characterization tests were performed or their results displayed. To examine the significance of these representational issues related to air valve capacity on system behaviour, this paper uses a case study involving the simulated transient response arising from a pump trip at the upstream end of a rising water line having a distinct high point fitted with an air valve. It is found that employing inaccurate air valve characteristics in a transient simulation may potentially result in appreciable or even dangerous simulation errors.This study was financed in part by the Coordenacao de Aperfeicoamento de Pessoal de Nivel Superior-Brasil (CAPES)-Finance Code 001.Tasca, E.; Karney, B.; Fuertes-Miquel, VS.; Dalfré Filho, JG.; Luvizotto Jr., E. (2022). The crucial importance of air valve characterization to the transient response of pipeline systems. Water. 14(17):1-13. https://doi.org/10.3390/w14172590113141