Análise de Confiança e Adequabilidade de Métodos de Medida da Vazão em Pequenos Cursos D’água

Universidade de Brasília – UnB[pic 1]

Faculdade de Agronomia e Medicina Veterinária – FAV

Hidráulica Aplicada – Gervásio Fernando Alves Rio

Análise de Confiança e Adequabilidade de Métodos  de Medida da Vazão em Pequenos Cursos D’água

Raphael Lima – 11/0137639

Brasília,           de Maio de 2017

1. Introdução

A água é um recurso natural limitado e ocupa papel extremamente importante no desenvolvimento econômico de uma região. A crescente demanda pelo uso da água aliada a também crescente poluição hídrica tem contribuído para as preocupações da humanidade com relação a disponibilidade, com qualidade, deste recurso no planeta. A atividade que mais utiliza água doce no mundo é a irrigação. Desta forma o conhecimento realista da disponibilidade do recurso deve sempre ser aferido.

A hidrometria consiste na medição das grandezas que interessam ao estudo da água na natureza, como vazões (líquidas e sólidas) e níveis de água em rios, lagos e represas, índices pluviométricos (chuva) e outros parâmetros, ligado a estes. Pode ser aplicada também em medições de água em estações de tratamento de água e de esgotos. 

A vazão pode ser definida como sendo a quantidade volumétrica de um fluido que escoa através de uma seção de uma tubulação ou canal por unidade de tempo, grossamente falando, é a rapidez com a qual um volume escoa. As unidades mais comuns são: m3 /s, m3 /h, l/h, l/min, GPM (galões por minuto), entre outras.

É uma grandeza de medida com grande importância nos processos industriais, com aplicações indo desde as mais simples como a medição de vazão de água em estações de tratamento e residências, até medição de gases industriais e combustíveis e passando por medições mais complexas. Existem diversos métodos ou processos para medir vazões, os métodos utilizados em aula foram: método direto, do micro molinete, flutuador e vertedor.

O método direto consiste no tempo gasto que um determinado fluxo de água leva para encher um recipiente no qual o volume já é conhecido. Conhecido também como método padrão.

O Método do micro molinete consiste em um aparelho constituído por hélices, as quais impulsionadas pelo líquido, dão um número de rotações proporcional a velocidade da corrente. A velocidade da corrente é dada em função do número de voltas por segundo e dos coeficientes de cada hélice do aparelho, resultando em uma equação da linha reta: v=a+bN, em que v é a velocidade em ms-1; a o intercepto, b o coeficiente angular e N o numero de rotações por segundo que são obtidos em cada medição.

        Método do flutuador consiste em objetos flutuantes que adquirem a velocidade das águas que os circundam. Ficam na superfície e medem a velocidade superficial da corrente. Lembrando-se que a velocidade média corresponde a 80% a 90% da velocidade na superfície. Por isso multiplica-se a velocidade superficial por um coeficiente entre 0,8 e 0,9 sendo 0,85 o mais utilizado. Para medição da velocidade com o flutuador escolhe-se um trecho retilíneo do curso de água, na parte onde as seções de fluxo são as mais regulares possíveis, e divide-se o curso de água em vários caminhos longitudinais, onde os flutuadores percorrerão, medindo-se o tempo gasto no percurso e depois tirando a média de velocidade.

         Método do vertedor é definido como qualquer obstáculo à livre passagem de água, são simples aberturas ou entalhes na parte superior de uma parede por onde o líquido escoa. Podem ser instalados em cursos d’água naturais ou artificiais. Existem diversos tipos de vertedores, os mais comuns são os de parede delgada podendo ser de formato retangular com ou sem contrações e os de formato trapezoidal e triangular; esses vertedores normalmente são construídos com chapa de aço e são portáveis. O cálculo do método vertedor é: Q = 1,86 * L * H^3/2

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Em que, Q = Vazão, m³.s-¹; 1,86 = Constante, admensional;

 L = Comprimento da soleira, m; e

 H = Carga hidráulica, m.

1. Objetivos

Os objetivos deste experimento são:

1. Consolidar o aprendizado referente à medida de vazão em condições de campo.
2. Verificar a menor discrepância (%Erro) entre os métodos de medida de vazão em relação ao Mét.Direto(Padrão);
3. Recomendar os métodos mais adequados à medida de vazão conforme as condições físicas do local e praticidade de aplicação.

1. Materiais e Métodos

As medições foram realizadas dentro da Fazenda Água Limpas (FAL), localizada na região do Centro – Oeste do Distrito Federal, no trecho do córrego Capetinga/Taquara, no dia 28 (quarta – feira) de Setembro de 2016.

As coletas foram feitas em dois pontos diferentes e coletadas por métodos diferentes.

Os materiais usados foram:

1. Celular (como um nível) e cronômetro

2. Régua

3. Flutuador (galho)

4. Fita métrica

5. Balde

6. Hastes de metal

7. Vertedouro triangular

8.  Molinete

1. Resultados e Discussões

1º local de medição – Método (Calha Parshall):

Leitura 1:

2,96m³/h

1m³ ------1000L

2,96 m³ -- x

X= 2.960 l/h

X= 2.960/3600=  0.82 l/s

1º local de medição – Método (Vertedouro):

Leitura 1:

H1= 3,5cm – 0,035m altura de coluna d’água

Leitura 2:

H2= 5cm – 0,05m

Q= 1,4 * H5/4 = Vazão

Q1= 1,4 * 0.035 5/4 assim, Q1 = 0,06 l/h

Q2= 1,4*0.05 5/4 assim Q2= 0,14 l/h

Médias = Q1 e Q2 tem-se que Q= 0,1 l/h.

1º local de medição – Método (Direto Volumétrico):