Hidráulica e Hidrologia

INSTITUTO UNIFICADO DE ENSINO SUPERIOR OBJETIVO

FACULDADE OBJETIVO

CURSO DE ENGENHARIA CIVIL

3º EXPERIMENTO: VERTEDORES RETANGULARES

LOCAL: AV. T-02, Nº 1.993 – SETOR BUENO

PROF.º: JOÃO GUILHERME

GRUPO:

VINÍCIUS NUNES – R.A.: 02290002652

LAYANE REIS – R.A.: 02290003061

JANAÍNA SILVA – R.A.: 02290003889

CRISTIANO PEREIRA – R.A.: 02290003839

RAIANE BATISTA – R.A.: 02290003883

GOIÂNIA

22/03/14

SUMÁRIO

1. Introdução ----------------------------------------------------------------------03
2. Objetivo -------------------------------------------------------------------------04
3. Equipamentos ------------------------------------------------------------------05
4. Procedimento -------------------------------------------------------------------06
5. Cálculos --------------------------------------------------------------------------07
6. Resultados -----------------------------------------------------------------------09
7. Conclusão ------------------------------------------------------------------------11
8. Referências Bibliográficas ----------------------------------------------------12

1. INTRODUÇÃO

Em hidráulica, vertedor é um canal artificial executado com a finalidade de conduzir seguramente a água através de uma barreira, que geralmente é uma barragem, ou ele é destinado a auxiliar na medição da vazão de um dado fluxo de água.

O excesso de água acumulada em um reservatório de uma barragem seja de uma usina hidrelétrica ou de outra barragem qualquer (irrigação, abastecimento, navegação etc.) deve ser extravasada de forma segura por um canal ou túnel, de montante para a jusante. Neste sentido, o vertedouro é o órgão de segurança da represa. Ele também é chamado de vertedouro, sangrador ou sangradouro. É o "ladrão" do reservatório.

Quando o objetivo é a medição de vazão, uma geometria bastante empregada é a triangular de parede delgada, embora possam ser empregadas as formas retangular, semicircular, entre outras. Em barragens, o excesso de água deve ser descarregado para jusante de forma segura. Isto pode ser feito de diferentes formas, sendo a principal delas com o uso de vertedores-extravasores. O vertedor é essencialmente um orifício sem a parte superior. Assim, vertedores-extravasores possuem uma parte inicial que é o vertedor propriamente dito, seguido de um canal (normalmente bastante inclinado) que possibilita o escoamento da água até a bacia de dissipação onde se forma um ressalto hidráulico (se ela existir). Existem diferentes tipos de vertedores-extravasores, sendo este apenas um exemplo.

1. OBJETIVO

Em ensaio de laboratório, o objetivo do experimento é determinar a vazão no vertedor retangular de duas contrações, a vazão no tubo diafragma, comparar as vazões em termos de erro e, por fim, determinar o número de Reynolds.

1. EQUIPAMENTOS

Os equipamentos utilizados durante o ensaio de laboratório foram os seguintes:

- Vertedor retangular de parede delgada com contração;

- Vertedor retangular de parede delgada sem contração;

- Vertedor retangular de parede espessa;

- Tubo diafragma;

- Recipiente hidráulico;

- Manômetro;

- Módulo experimental de hidráulica;

- Régua;

- Água.

1. PROCEDIMENTO

Em ensaio de laboratório, a execução é tirar as medidas do vertedouro de cada tipo e do tanque, colocá-lo no tanque de água, ligar a bomba d’água, medir a altura da parede de água. Após todo o procedimento feito, fazer os seguintes cálculos. Observa-se abaixo:

- Determinar a vazão no vertedor retangular de duas contrações: com/sem;

- Determinar a vazão no tubo diafragma;

- Comparar as vazões em termos de erro;

- Determinar o número de Reynolds.

Em hidráulica, existem três tipos de vertedouros retangulares que servem para calcular a vazão de líquido, como observa a seguir:

• Vertedouro retangular com contração de parede delgada
• Vertedouro retangular sem contração de parede delgada
• Vertedouro retangular sem contração de parede espessa

1. CÁLCULOS

Para calcular o vertedor retangular de parede delgada com contração, utiliza-se as seguintes fórmulas:

[pic 1]

[pic 2]

Onde:

• Q = vazão, em m³/s
• H = carga hidráulica, em m (altura da lâmina de água a partir do espaço vertedor)
• L = largura da soleira, em m (espaço do vertedor)

Para calcular o vertedor retangular de parede delgada sem contração, utiliza-se a seguinte fórmula:

[pic 3]

Onde:

• Q = vazão, em m³/s
• L = largura do espaço do vertedor, em m
• H = altura da lâmina de água a partir do espaço do vertedor, em m

Para calcular o vertedor retangular sem contração de parede espessa, utiliza-se a seguinte fórmula:

[pic 4]

Onde:

• Q = vazão, em m³/s
• L = largura da soleira, em m
• H = carga hidráulica, em m

Para calcular o número de Reynolds, utiliza-se a seguinte fórmula:

[pic 5]

Onde:

• Re = número de Reynolds (admensional)
• V = velocidade do escoamento, em m/s
• D = diâmetro da tubulação, em m
• Vis. = viscosidade dinâmica do fluído, em m²/s

Obs.: A viscosidade é de .[pic 6]

Antes de realizar a execução e determinar os cálculos, devem-se tomar os seguintes cuidados durante a instalação do vertedor: