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

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: GAIA, Juliana Garcia
• Orientador(a): MESQUITA, André Luiz Amarante
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal do Pará
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Infraestrutura e Desenvolvimento Energético
• Departamento: Núcleo de Desenvolvimento Amazônico em Engenharia - NDAE/Tucuruí
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Bombas funcionando como turbinas (BFT); Eficiência energética; Sistema de abastecimento de água; Pumps as turbines (PAT); Energy efficiency; Water supply system
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL::ENGENHARIA HIDRAULICA::HIDRAULICA
• Link de acesso: https://repositorio.ufpa.br/jspui/handle/2011/16418

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.