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Doctoral Thesis
DOI
10.11606/T.18.2007.tde-05022007-154715
Document
Author
Full name
Alexandre Kepler Soares
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Carlos, 2007
Supervisor
Committee
Reis, Luisa Fernanda Ribeiro (President)
Andrade, Jose Geraldo Pena de
Covas, Dídia Isabel Cameira
Luvizotto Junior, Edevar
Martins, José Rodolfo Scarati
Title in Portuguese
Calibração e detecção de vazamentos em modelos de sistemas hidráulicos no escoamento transitório
Keywords in Portuguese
Calibração
Detecção de vazamentos
Transitórios hidráulicos
Viscoelasticidade
Abstract in Portuguese
A ocorrência de elevados índices de perdas por vazamentos em sistemas de abastecimento de água é frequentemente ligada às inúmeras quebras de tubulações originadas em decorrência de elevados níveis de pressão atuantes. O controle efetivo de tais perdas requer a detecção e localização dos vazamentos para uma rápida reparação do sistema. Neste sentido, a consideração de análises hidráulicas no escoamento transitório tem se revelado especialmente útil aos propósitos de calibração e detecção de vazamentos. Tal análise pode revelar substancial quantidade de informações sobre as propriedades físicas e o nível de integridade do sistema, pois as ondas de pressão resultantes são afetadas pelos diversos dispositivos e fenômenos, incluindo os vazamentos. Assim, o presente trabalho visa o estudo dos transitórios hidráulicos para a calibração e detecção de vazamentos em modelos de sistemas de distribuição de água. Para tanto, são utilizados dados de redes hipotéticas e de laboratório, e modelos inversos resolvidos por métodos de busca global e local. Devido o emprego de tubos plásticos no circuito de laboratório, o clássico modelo da coluna elástica demonstrou-se ineficiente na reprodução do comportamento hidráulico de tal sistema. Resultados satisfatórios foram obtidos somente com um modelo hidráulico que considere o comportamento viscoelástico dos materiais dos tubos do circuito experimental.
Title in English
Leak detection and calibration of transient hydraulic system models
Keywords in English
Calibration
Hydraulic transients
Leak detection
Viscoelasticity
Abstract in English
The occurrence of large leakage losses in water supply systems has been frequently linked with pipe breaks resulting from high pressures levels in pipes. Efficient location of leakages is required in order to effectively control water losses and quickly repair the system. Analysis of hydraulic transients has been particularly useful for calibration and leak detection purposes. System observation for such analysis can reveal a substantial amount of information concerning physical properties and the integrity of the system, since water hammer waves are affected by different features and phenomena, including leaks. Thus, this research focuses on hydraulic transients for leak detection and calibration of water distribution system models. These objectives are achieved using data obtained from experiments performed on an experimental facility and numerical experiments on hypothetical networks. Inverse methods were based on both global and local search methods. Classic water hammer theory proved to be imprecise in describing the observed behavior of the hydraulic system composed of plastic pipes. Satisfactorily results were obtained with a hydraulic transient solver considering viscoelastic behavior of the pipe material.
 
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TeseAKS2007.pdf (6.13 Mbytes)
Publishing Date
2007-02-13
 
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