Ressalto hidraulico

1. Introdução

O ressalto hidráulico é o fenômeno pelo qual o escoamento passa do regime supercrítico para o subcrítico, tendo como principais características uma grande elevação em uma distância pequena e a elevada perda de carga devido à turbulência interna. Os ressaltos podem ser classificados com base em seu número de Froude em ressaltos: ondulado, fraco, oscilante, estacionário e forte.

2. Objetivos

Analisar o tipo de ressalto ocorrido, calcular a vazão real no canal, calcular a perda de carga gerada, obter o comprimento teórico do ressalto e compara-lo com a teoria, e determinar de forma teórica os regimes de escoamento a montante e a jusante do ressalto.

3. Materiais e métodos

3.1 Materiais

• Água no canal

• Canal retangular de ciclo fechado

• Régua linimétrica

• Vertedor de parede espessa

• Régua normal

• Comporta

3.2 Roteiro

O experimento foi realizado em um canal retangular que possui um conjunto moto-bomba e um dispositivo de controle de vazão, conforme figura 1.

O experimento teve inicio com a liberação da água que foi enchendo o reservatório, pois a comporta, situada no inicio do canal estava fechada. À medida que se abriu um pouco a comporta a água começou a escoar, formando uma lâmina d’água baixa de alta velocidade. Na passagem dessa lamina d’água, logo após a comporta, para um nível de água obtido devido ao corpo de fundo, ocorreu-se o ressalto hidráulico, conforme figura 2 .

Com o experimento estabilizado, mediu-se as alturas de antes da comporta ( Y), a abertura da comporta(b), a altura imediatamente antes do ressalto (Y1), a altura imediatamente depois do ressalto (Y2) e o comprimento do ressalto (L).

Figura1: Canal retangular.

Figura 2: Ressalto hidráulico.

3.3 Referencial Teórico

Vazão unitária real– (PORTO, 2006. Pag 375):

q=Cd.b.(2.g.Y)˄1/2 (1)

Vazão real - (PORTO,2006. Pag 288):

q=Q/b (2)

Coeficiente de descarga- (PORTO, 2006. Pag 376):

Cd=0,611.(Y-b/Y +15b)˄0,072 (3)

Alturas conjugadas (seção de controle a montante) - (PORTO,2006. Pag 340):

Y2/Y1=1/2[(1+8Fr²)˄1/2 -1] (4)

Perda de Carga - (PORTO, 2006. Pag 344):

ΔE=(Y2-Y1)³/4.Y2.Y1 (5)

Número de Froude - (PORTO,2006. Pag 290):

Fr=q/(g.y³)˄1/2 (6)

4. Resultados e discussões

Dados:

Y=0,1264m ( altura de antes da comporta)

b=0,0255m (abertura da comporta)

Y1=0,0141 (altura imediatamente antes do ressalto)

Y2=0,0723 m (altura imediatamente depois do ressalto)

L= 0,317m (comprimento do ressalto)

Tabela 1: Tabela de resultados.

TABELA DE RESULTADOS

Pela equação (1) q=0,0218 m³/s

Pela equação (3) Cd= 0,544

Pela equação (2) Q=2,18.10˄-3 m³/s