Simulação numérica de tomadas de água

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Mecânica

O aumento da capacidade de bombagem de uma central de adução obriga obviamente à adaptação ou reconstrução da tomada de água. A solução mais simples e geralmente mais barata consiste simplesmente na colocação de mais condutas na câmara de aspiração pré-existente. Esta solução em geral cria situações não contempladas nas normas que no entanto podem ser satisfatórias do ponto de vista operacional e mais económicas porque não obrigam à alteração da tomada de água. O presente trabalho tem como principais objectivos validar e demonstrar a utilidade da simulação numérica com um código do tipo RANS no estudo/projecto das tomadas de água. Estas simulações são realizadas recorrendo ao programa FLUENT que resolve numericamente as equações RANS e recorre ao método VoF para a modelação da superfície livre. Neste trabalho o modelo numérico é inicialmente validado e posteriormente aplicado à central de adução do Roxo. O modelo revelou-se capaz de simular o escoamento resultante de alterações no posicionamento das condutas de aspiração para diferentes capacidades de bombagem. As simulações numéricas permitiram ainda concluir que a câmara de aspiração, existente nesta central de adução, foi largamente sobredimensionada. Da pesquisa bibliográfica efectuada pôde constatar-se que a aplicação de um método VoF na identificação da superfície livre conferiu a este trabalho uma componente de inovação. Dos resultados obtidos concluiu-se que o modelo numérico simula com precisão o escoamento com superfície livre no interior das tomadas de água, sendo uma ferramenta de inequívoca utilidade na adequação e/ou dimensionamento das centrais de adução.