O Cálculo de Vazão por Vertedores

UNIVERSIDADE FEDERAL DO ESPÍRITO SANTO[pic 1]

CENTRO TECNOLÓGICO

ENGENHARIA CIVIL

JOÃO PAULO DE SOUZA BATISTA

LAÍS TASSINARI NOGUEIRA CAMPOS

LETÍCIA GOMES FERREIRA

PAULA REGINA SILVA ARAÚJO

CÁLCULO DE VAZÃO POR VERTEDORES

VITÓRIA

ABRIL DE 2015

JOÃO PAULO DE SOUZA BATISTA[pic 2]

LAÍS TASSINARI NOGUEIRA CAMPOS

LETÍCIA GOMES FERREIRA

PAULA REGINA SILVA ARAÚJO

CÁLCULO DE VAZÃO POR VERTEDORES

Relatório apresentado ao professor Daniel Rigo, do Departamento de Engenharia Ambiental, da Universidade Federal do Espírito Santo, como parte de avaliação da disciplina de Hidráulica.

VITÓRIA

ABRIL DE 2015

SUMÁRIO[pic 3]

1. INTRODUÇÃO        5

2. OBJETIVOS        6

3. METODOLOGIA        7

3.1 Formulário        9

3.1.1 Vertedor Retangular        9

3.1.2 Bocal        10

3.1.3 Vertedor Composto        10

3.2 Erros e desvios        12

4. DADOS COLETADOS        13

4.1 Geometria do canal de Mecânica dos Fluidos        13

4.2 Medições das alturas da lâmina d’água        14

5. RESULTADOS        15

5.1 Bocal        15

5.2 Vertedor Retangular        15

5.3 Vertedor Composto        15

5.3.1 Seção Triangular        16

5.3.2 Seção Composta        16

6. ANÁLISE DOS RESULTADOS        17

7.CONCLUSÃO        18

8.REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS        19

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ÍNDICE DE FIGURAS

Figura 1: À esquerda tem-se um vertedor simples retangular; e, à direita, um composto retangular e triangular.        5

Figura 2: Canal utilizado no experimento        7

Figura 3: Medição da altura da lâmina d’água no vertedor composto.        8

Figura 4: Medição da altura da lâmina d’água no vertedor retangular.        8

Figura 5: Medição da variação da coluna de mercúrio no manômetro.        9

Figura 6: Vertedor composto.        11

Figura 7: Cotas - Vertedor retangular.        13

Figura 8: Cotas - Vertedor composto.        13

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ÍNDICE DE TABELAS

Tabela 1: Dados obtidos em laboratório.        14

Tabela 2: Vazões obtidas no bocal.        15

Tabela 3: Vazões obtidas no vertedor retangular.        15

Tabela 4: Vazões obtidas na seção triangular do vertedor composto.        16

Tabela 5: Vazões obtidas no vertedor composto.        16

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1. INTRODUÇÃO

Vertedores são orifícios ou aberturas existentes na parte superior de uma parede, construídos com forma geométrica definida, desconsiderando sua parte superior. São muito utilizados como instrumentos hidráulicos, para a medição de vazão em cursos d’água naturais, em canais construídos, assim como barragens e galerias.

Podem ser classificados quanto à sua forma: simples (retangulares, trapezoidais ou triangulares) ou compostos (seções combinadas de duas ou mais formas geométricas); quanto ao tipo de soleira ou crista: delgada (chapa metálica ou madeira chanfrada) ou espessa (alvenaria de tijolos e concreto ou pedras); quanto à largura relativa da soleira: sem contrações laterais (comprimento da soleira igual a largura do canal), com uma contração lateral ou com duas contrações laterais (quando se tem uma ou duas contrações laterais, o comprimento da soleira é menor que a largura do canal); e, quanto a altura da soleira: livres ou completos (nível de água a jusante inferior a crista) e incompletos ou afogados (nível de água a jusante acima da crista).

Para a realização desse relatório, foram utilizados dois tipos de vertedores para a medição de vazões. O primeiro tem forma simples retangular e o segundo é de seção composta, retangular na parte superior e triangular na parte inferior. O vertedor retangular é mais usado para medição de grandes vazões, já o triangular é mais apropriado para pequenas vazões, pois tem maior precisão.

 

[pic 4]

Figura 1: À esquerda tem-se um vertedor simples retangular; e, à direita, um composto retangular e triangular.

2. OBJETIVOS

Medir a vazão do fluido em três pontos distintos no canal de Mecânica dos Fluídos do Laboratório de Hidráulica no Departamento de Engenharia Ambiental da UFES e analisar o uso de diferentes vertedores, comparando os resultados das vazões obtidas experimentalmente em cada vertedor.

3. METODOLOGIA

Visando o estudo da vazão, o experimento realizado consistiu na medição da vazão nos vertedores retangular, triangular, composto, e em um bocal, no canal de Mecânica dos Fluídos do Laboratório de Hidráulica no Departamento de Engenharia Ambiental da UFES com acompanhamento e orientação técnica no dia nove de abril de 2015.

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Figura 2: Canal utilizado no experimento

O experimento foi realizado fazendo-se medições de alturas da lâmina d’água em réguas milimetradas instaladas nas paredes do canal enquanto ele era preenchido pela água de um reservatório bombeada continuamente. Foram observados o comportamento da lâmina d’água e sua altura na régua milimetrada para seis diferentes vazões controladas por um registro.

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Figura 3: Medição da altura da lâmina d’água no vertedor composto.

[pic 7]

Figura 4: Medição da altura da lâmina d’água no vertedor retangular.