RELATÓRIO DE AULA PRÁTICA

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Departamento de Engenharia, Arquitetura e Ciências Agrárias

Disciplina de Hidráulica

Prof. Mauricio Henrique Lenz

RELATÓRIO DE AULA PRÁTICA

Eduardo Emílio Ferreira

Graziela Seibert

Mariana Dalla Costa da Silva

Jean Mauricio da Silva

Vinicius Machado Dutra

Santa Cruz do Sul, 2017

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Eduardo Emílio Ferreira

Graziela Seibert

Mariana Dalla Costa da Silva

Jean Mauricio da Silva

Vinicius Machado Dutra

VERTEDORES

Relatório desenvolvido sobre vertedores, assunto este que está diretamente ligado a disciplina de Hidráulica, desenvolvida no laboratório de Engenharia Agrícola da Universidade de Santa Cruz do Sul - UNISC.

Professor: Mauricio Henrique Lenz

Santa Cruz do Sul, 2017

SUMÁRIO

1.        INTRODUÇÃO        3

2.        REFERENCIAL TEÓRICO        4

2.1        Vertedores        4

3.        METODOLOGIA EXPERIMENTAL        5

3.        CONCLUSÃO        10

4.        REFERÊNCIAS        11

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1. INTRODUÇÃO

No dia 24 de Maio de 2017 foi realizada aula prática, sobre Medida de Vazão em Vertedores, referente à disciplina de Hidráulica. A aula teve como objetivo o princípio de funcionamento e aplicações do vertedor de parede delgada (sem contração), vertedor de parede delgada com duas contrações laterais e vertedor de parede espessa.

1. REFERENCIAL TEÓRICO

1.  Vertedores

Os vertedores são definidos como simples paredes, diques ou aberturas sobre as quais um líquido escoa. Esse termo também é aplicado a obstáculos à passagem da corrente e aos extravasores das represas. Os vertedores são orifícios sem a borda superior. São usados na medição de vazão de pequenos cursos de água e condutos livres, como também no controle do escoamento em galerias e canais.

Os vertedores são compostos pela borda horizontal denominada crista, ou soleira.  As bordas verticais constituem as faces do vertedor. A carga do vertedor (H) é a altura atingida pelas águas, a contar da cota da soleira do vertedor. Devido ao abaixamento da lâmina vertente junto ao vertedor, a carga H deve ser mantida a montante, a uma distância aproximadamente igual ou superior a 5H.

Existem três especificações de vertedores:

• Parede delgada sem contração: estrutura indicada para grandes vazões, já que ocupa toda soleira ou crista do vertedor, mas a ventilação abaixo da lâmina vertente deve ser completa, de maneira a manter a lâmina sempre livre;
• Parede delgada com contração: possui maior precisão para medição de vazões que variam de 30 l/s até 300 l/s. As contrações influenciam na largura do canal (crista), e na fórmula do cálculo de vazão, fórmula de Francis, tanto que recebem um valor de correção para a largura do vertedor;
• Parede espessa: possuem a soleira suficiente espessa para que na veia aderente se estabeleça o paralelismo dos filetes.

3. METODOLOGIA EXPERIMENTAL

      A medida de vazão em vertedores utilizado neste procedimento se deu em um canal de escoamento onde a vazão do fluído era controlada por uma válvula e quando o mesmo se mantinha constante era introduzido um vertedor o qual formava uma veia líquida.

    O experimento foi realizado com os vertedores sendo colocados um de cada vez dentro do canal de escoamento, próximo ao fim do segundo terço do canal, e a retirada das medidas necessárias.

    Os vertedores servem como um obstáculo perpendicular à corrente do fluído, formando uma lâmina d’água (veia líquida), onde que, através da contração da veia, acontece uma perda de carga do fluído. Sendo assim, o processo de medição, realizada através de milímetro se deu por vários processos, a seguir a descrição do passo a passo realizado em todos vertedores.

• Medida da altura da crista – aresta do vertedor sobre a qual passa a água, conforme mostram a Figura 1 do vertedor de parede delgada sem contração, Figura 2 referente ao vertedor de parede delgada de duas contrações e a Figura 3 do vertedor de parede espessa.

Vertedor parede delgada sem contração: 15,2cm.

Vertedor de parede delgada com contração: 15cm.

Vertedor de parede espessa: 2,5cm.

• Medida da altura da lâmina da água acima do ponto de medição da crista:

Vertedor parede delgada sem contração: 18cm

Vertedor de parede delgada com contração: 23cm

Vertedor de parede espessa: 9,3cm

• Calculou-se a altura da lâmina de água no vertedor, ou seja, a altura da lâmina d’água menos a altura da crista. Multiplicou-se por 5, para encontrar a distância de recuo no eixo X, a contar da cota da soleira para posterior medição da altura atingidas pelas águas.  

Vertedor parede delgada sem contração: (18 – 15,2) x 5 = 14 cm

Vertedor de parede delgada com contração: (23 – 15) x 5 = 40cm

Vertedor de parede espessa: (9,3 – 2,5) x 5 = 34cm

• Por fim, encontrado a carga do vertedor (H), diminuindo a altura atingida pelas águas encontrada na distância de 5H menos a altura no vertedor.

Vertedor parede delgada sem contração: 18,5 – 15,2 = 0,033m

Vertedor de parede delgada com contração: 21,2 – 15 = 0,062m

Vertedor de parede espessa: 11,1 – 2,5cm = 0,086m

Todas as medidas encontradas nos vertedores constam na Tabela 1.

Vertedor	Largura Vertedor (cm)	Altura soleira (cm)	Altura da lâmina d’água na crista (cm)	Altura atingida pelas águas (cm)	Carga (H) do vertedor (m)
Parede delgada sem contração	10	15,2	18	14	0,033
Parede delgada com contração	7	15	23	40	0,062
Parede espessa	10	2,5	9,3	34	0,086

Tabela 1: medidas obtidas em cada vertedor.