O Vertedor ou Descarregador

 Q ⋅⋅= 2

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PONTÍFICIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE GOIÁS

Escola de Engenharia

ENG1120 – Hidráulica

Professor: Felipe

Alunos: Íthalo Rodrigues dos Santos

Leandro Rezende Maia

Ranyel Veríssimo de Oliveira

Victor Hugo Camargo

Goiânia

2018

1. INTRODUÇÃO

“Vertedor ou descarregador é o dispositivo utilizado para medir e/ou controlar a vazão em escoamento por um canal. Trata-se, basicamente, de um orifício de grandes dimensões no qual foi suprimida a aresta do topo, portanto a parte superior da veia líquida, na passagem pela estrutura, se faz em contato com a pressão atmosférica. A presença do vertedor, que é essencialmente uma parede com abertura de determinada forma geométrica, colocada, na maioria dos casos, perpendicularmente á corrente, eleva o nível d’água a sua montante até que este nível atinja uma cota suficiente para produzir uma lâmina sobre o obstáculo, compatível com a vazão descarregada” (PORTO,2006,pg.381).

Segundo Porto (2006,pg.382) apesar de os vertedores terem estruturas simples, possui grande importância devido a vasta utilização na área de construções hidráulicas, como em barragens, esgotos e etc.

Existe uma grande variedade de tipos de vertedores, sendo assim, podem ser classificados em relação a forma geométrica, altura relativa da soleira, quanto a natureza, quanto a largura da soleira entre outros. No entanto, o presente experimento aborda apenas o tipo de vertedor retangular com contrações e sem contrações, como demonstrado na figura 1.  

Figura 1. “Largura relativa da soleira”

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Fonte: http://www.ebah.com.br/content/ABAAAgIh0AJ/vertedores

1. - Influências da contração lateral

Em condições normais de medição de vazão no campo, não tem-se, evidentemente as mesmas condições de laboratório. Por isso, a instalação de um verterdor de largura L no meio de um canal de largura b > L, o que provoca o aparecimento de contrações laterais. Para manter a validade das equações de cálculo de vazão e os valores de coeficientes de vazão, considera-se, em vez de largura L da soleira, a largura efetivamente disponível para o escoamento. (PORTO,2006).

Segundo Francis (1979,p.705), “ a contração lateral em um verterdor retangular, com o bordo vertical afastado da parede do canal mais de 4h e largura L> 3h, é igual a um décimo da carga h. Para uma contração lateral dupla, a largura efetivamente ocupada pelo escoamento deve ser a largura geométrica da soleira diminuída em 2h/10”.

Assim, a formula estipulada por Francis, Equação 1, que foi a principal para a realização do experimento, é escrita como:

Q = 1,838 * ( L- 0,2h)* h3/2    (1)

1. OBJETIVOS

O experimento tem o objetivo de calcular a vazão no vertedor retangular com contração e sem contração e a vazão obtido pelo tubo diafragma, a partir disso calcular o erro e então estimar se esse erro é aceitável ou não segundo a ABNT.

1. MATERIAIS E MÉTODOS:

Os materiais utilizados para realização do experimento foram:

    

• Régua
• Manômetro
• Água

O método do experimento foi:

Inicialmente, foi ligado o conjunto motor-bomba que bombeia a água pelo sistema com uma vazão Q, escolhida pelo professor, a ser determinada matematicamente.  Para isso, efetua-se a leitura da diferença de altura do mercúrio no manômetro que está ligado ao tubo diafragma. Em seguida foram medidos os valores de H com auxílio da régua, no vertedor retangular com contração e sem contração para que através da fórmula de Francis seja possível obter as respectivas vazões.

1. RESULTADOS E DISCUSSÃO:

Para cálculo das vazões foram utilizadas três fórmulas:

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• Dados:

∙ Cálculo da vazão do sistema pelo tubo diafragmOnde:

K = 0,676 - coeficiente do diafragma;

S = 4,778x10-3 m2 - área da seção transversal da tubulação;

M = 0,45 - coeficiente das características do escoamento;

dhg = 13,6 - densidade relativa do mercúrio;

g = 9,8 𝑚/s2 - aceleração gravitacional;

∆ℎ = 0,002 m - deflexão na coluna de mercúrio ligada ao diafragma.

L = 20,6 cm – largura do vertedor

• Cálculo da vazão do sistema Tubo-diafragma:

Q = 0,676 x 0,45 x 4,778x10-3 x √2x9,81x13,6x0,002

Q = 1,061x10-3 m3/s.