• JoomlaWorks Simple Image Rotator
  • JoomlaWorks Simple Image Rotator
  • JoomlaWorks Simple Image Rotator
  • JoomlaWorks Simple Image Rotator
  • JoomlaWorks Simple Image Rotator
  • JoomlaWorks Simple Image Rotator
  • JoomlaWorks Simple Image Rotator
  • JoomlaWorks Simple Image Rotator
  • JoomlaWorks Simple Image Rotator
  • JoomlaWorks Simple Image Rotator
 
  Bookmark and Share
 
 
Tese de Doutorado
DOI
https://doi.org/10.11606/T.11.1997.tde-20210104-184719
Documento
Autor
Nome completo
Marcelo dos Santos Targa
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
Piracicaba, 1997
Orientador
Título em português
Determinação de parâmetros hidráulicos e avaliação econômica de tubos de bambu gigante (Dendrocalamus giganteus) para utilização em drenagem
Palavras-chave em português
AVALIAÇÃO ECONÔMICA
DRENAGEM
HIDRÚLICA APLICADA
TUBOS DE BAMBU
Resumo em português
O presente trabalho foi realizado no Laboratório de Drenagem do Departamento de Engenharia Rural da Escola Superior de Agricultura “Luiz de Queiroz” da Universidade de São Paulo, localizado no município de Piracicaba (SP) e teve por objetivo determinar as características hidráulicas e econômicas da utilização de condutos de bambu gigante perfurados por processo mecânico em drenagem agrícola, sendo dividido em quatro etapas. Inicialmente, procurou-se levantar os conhecimentos existentes sobre os aspectos culturais do bambu gigante e de sua utilização como conduto, sendo possível visualizar que a remoção dos séptos nodulares para transformação de colmos de bambu gigante da espécie Dendrocalmus giganteus seria tecnicamente, a melhor solução. A segunda etapa deste trabalho consistiu no desenvolvimento e construção de um protótipo, perfurador longitudinal de bambu gigante e da avaliação de sua eficiência na fabricação de tubos. Nesta etapa, foi possível definir que as dificuldades a serem vencidas eram relativas a fabricação de tubos de bambu gigante com pelo menos 6,0 metros de comprimento, e com um melhor acabamento interno, o que possibilitaria um melhor desempenho hidráulico. A terceira etapa consistiu na caracterização hidráulica dos tubos de drenagem de bambu gigante em comparação a tubos comerciais de pvc, em um sistema de recirculação de água com carga constante. Nesta etapa foram levantados dados de temperatura da água, cargas piezométricas e pressões manométricas em coluna de mercúrio ou tetracloreto de carbono, para diferentes valores carga hidráulica no sistema de recirculação de água, visando a determinação de perda de carga (gradiente hidráulico), vazão, velocidade média, viscosidade cinemática, número de Reynolds e estimativa dos coeficientes de rugosidade para as equações de Darcy-Weisbach (f), Hazen-Williams (C) e Manning (n), bem como dos valores de rugosidade relativa (e/D) e rugosidade absoluta (e) dos tubos. Os dados experimentais foram relacionados entre si por processo de análise de regressão. Em uma quarta etapa procurou-se levantar os aspectos econômicos envolvidos na fabricação agroindustrial de tubos de drenagem de bambu gigante, e de sua utilização em sistema de drenagem comparados aos tubos de pvc. Nesta etapa, determinou-se o custo de produção de colmos de bambu gigante, o custo de fabricação de tubos de bambu gigante, bem como o custo de implantação de sistemas de drenagem. Neste trabalho, o dispositivo mêcanico de perfuração longitudinal de bambu gigante, possibilitou a fabricação de tubos com 6,0 metros de comprimento, com diâmetros do internódio variando de 96 mm até 128 mm, e com urna diferença média entre o diâmetro de contração do internódio e nó, de apenas 5,86 mm. Com relação a caracterização hidráulica dos tubos, de um modo geral, a vazão nos testes variou de 0,0007 a 0,00705 m3/s, a perda de carga, variou de 0,0003 a 0,0283 mim, a velocidade nos testes variou de 0,078 a 1,074 m/s, a carga hidráulica variou de 0,80 a 0,68 m, a montante e de 0,37 a 0,27 m, a jusante dos tubos, a temperatura variou de 17 a .28°C, o número de Reynolds, variou de 9. 790 a 106.694. Os diâmetros utilizados para cálculo dos parâmetros hidráulicos foram de 0,0914 m para o tubo corrugado flexível, 0,0964 m para o tubo corrugado rígido e 0,1052 m; 0,1185 m e O, 1056 m para os tubos de bambu. O valor médio dos parâmetros hidráulicos para tubos de bambu, foram f= 0,049; C = 99; n = 0,0135; e/D= 0,0216; e = 0,0024. Os tubos de bambu apresentaram menor perda de carga hidráulica que os tubos de pvc, principalmente devido ao diâmetro característico desta espécie. De um modo geral a relação entre os parâmetros hidráulicos se ajustaram melhor ao modelo potencial. O custo de produção de colmos de bambu gigante, foi de US$ 0,135 por metro de colmo produzido, e custo de fabricação de tubos de bambu gigante foi de US$ 0,793/metro de tubo. O mecanismo de perfuração bambu, mostrou-se eficiente, com relação ao serviço de perfuração, comprovado física e hidraulicamente. O tubo de bambu gigante em relação aos tubos de pvc, mostrou-se viável hidráulica e economicamente, pois apresentou menor perda de carga, principalmente devido ao maior diâmetro, que é característico da espécie Dendrocalamus giganteus, bem como apresentou menor preço e custo de implantação do sistema de drenagem.
Título em inglês
Hydraulic parameters determination and economic evaluation of giant bamboo pipes (Dendrocalamus giganteus) to be used in drainage
Palavras-chave em inglês

Resumo em inglês
The present research was conducted at the Drainage Laboratory of the “Departamento de Engenharia Rural da Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz USP”, Piracicaba. The purpose was to determine the hydraulic and economic caracteristics of the use of giant bamboo pipes drilled by mechanic process, in agricultural drainage. The work was developed in four stages. Firts of all, was searched the real knowledge about cultural aspects of the giant bamboo and its use a pipes. This way, was possible to conclude that the removal of the node septic to the transformation of the giant bamboo stem Dendrocalamus giganteus would be, tecnically, the best solution. The second stage consisted in the development and construction of a giant bamboo longitudinal diller prototype and the valuation of its efficiency in manufacturing pípes. It was also possible to detect that the most difficult item to be solved, was in preparing pipes with, at least, 6,0 meters long, as well as, their interna} finishing,what would let them a better hydraulic performance. The third step was summarized in the hydraulic characterization of the giant bamboo drainage pipes compared to comercial pvc tubes in a reflow water system under cosntant load. At that moment, were obtained datas from water temperature, piezometric Ioads and mamometric pressions in mercury column or in a tetraclorete carbon colunm, to different values of hydraulic loads in the water reflow system , aiming to determine the load losses (hydraulic gradient ), the discharge, the mean velocity, the kinematic viscosity, Reynolds nunber and an estimated value of the rugosity coefficient to Darcy-Weisbach equations (f), Hazen-Willians (C) and Manning (n), as well as, the relative rugosity (e/D) and absolute rugosity (e) of the tubes. ln a fourth stage were considered the economic aspects envolved in the giant bamboo tubes manufacturing process and its utilization in drainage systems compared to pvc tubes. It was also calculed the stem giant bamboo production costs, their manucfaturing and implantation costs of the whole system. The giant bamboo longitudinal driller gave the possibility manufacturing 6.0 meters long pipes with internai internode diameters varying from 96 mm to 128 mm and with a medi um difference contraction, between node and internodes, around 5. 86 mm. ln relation to the tubes hydraulic chacacterization the discharge in the tests varied between 0.0007 and 0.00705 m3/s, the head losses varied fron 0.0003 to 0.0283 mim, the mean velocity varied from 0.078 to 1.074 m/s, the hydraulic load from 0,80 to 0,68 meters in the upstream and from 0.27 to 0.37 in downstream of the tubes, the temperature varied 17° to 28°C Reynolds number from 9.970 to 106.694. The inside diameter used to calculate the hydraulic parametes were O. 0914 fo the flexibele corrugated tube, 0.0964 to the hard corrugated tube and 0.1052 m; 0.1185 m and 0.1056 m to bamboo tubes. The medium value of the hydraulic parameters to the bamboo were f= 0.049, C = 99; n = 0,0135; e/D = 0,0216; e = 0,0024. ln general, the hydraulic parameters adjusted to one another, in a way to be better adopted to the potential model proposed. The bamboo tubes showed Iess hydraulic head losses than pvc ones, mainly due to the caractheristic diameter of this specie. The stem giant bamboo production cost was US$ 0.135 per meter of stem and the manufacturing cost ofthese sarne tubes was US$ 0.79 per tube meter. Drilling bamboo process showed to be efficient hydraulic and physically. The giant bamboo tube, showed hydraulic and economic availability in relation to the pvc tubes because its less load losses and, mainlly, due to the big diamete characteristic of the specie Dendrocalamus giganteus and the smaller prices and costs of implantation of the drainage system.
 
AVISO - A consulta a este documento fica condicionada na aceitação das seguintes condições de uso:
Este trabalho é somente para uso privado de atividades de pesquisa e ensino. Não é autorizada sua reprodução para quaisquer fins lucrativos. Esta reserva de direitos abrange a todos os dados do documento bem como seu conteúdo. Na utilização ou citação de partes do documento é obrigatório mencionar nome da pessoa autora do trabalho.
Data de Publicação
2021-01-07
 
AVISO: Saiba o que são os trabalhos decorrentes clicando aqui.
Todos os direitos da tese/dissertação são de seus autores
CeTI-SC/STI
Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP. Copyright © 2001-2021. Todos os direitos reservados.