ESTUDO EXPERIMENTAL DE UM VERTEDOR TRIANGULAR

UNIVERSIDADE FEDERAL DO ESPIRITO SANTO

CENTRO TECNOLÓGICO

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL

BRENO SOUZA LOURO

CAIO MOURA MACHADO SANTOS

HIAGO NEUMANN RUTSATZ

THIAGO BORIN MÜLLER

ESTUDO EXPERIMENTAL DE UM VERTEDOR TRIANGULAR

VITORIA

2016

BRENO SOUZA LOURO

CAIO MOURA MACHADO SANTOS

HIAGO NEUMANN RUTSATZ

THIAGO BORIN MÜLLER

ESTUDO EXPERIMENTAL DE UM VERTEDOR TRIANGULAR

Trabalho apresentado à disciplina de Hidráulica como requisito parcial de avaliação, sob orientação do Prof. Daniel Rigo.

VITORIA

2016

LISTA DE FIGURAS

Figura 1 - Vertedor triangular de parede fina        

Figura 2 - Esquema do vertedor utilizado (em cm)        

LISTA DE TABELAS

Tabela 1 - Tabela de coeficientes de descarga        

Tabela 2 - Dados experimentais        

Tabela 3 - Vazões experimentais em função da carga h        

Tabela 4 - Medidas de Vazão-Referencia        

LISTA DE GRAFICOS

Gráfico 1 - Vazões experimentais        

Gráfico 2 - Curva do erro relativo        

SUMÁRIO

1.        INTRODUÇÃO        

2.        OBJETIVOS        

3.        REVISÃO BIBLIOGRÁFICA        

4.        EQUIPAMENTOS        

5.        METODOLOGIA        

6.        DADOS COLETADOS        

7.        RESULTADOS E DISCUSSÕES        

8.        CONCLUSÃO        

9.        REFERENCIAS        

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1. INTRODUÇÃO

        

Medição de vazão é o estudo dos métodos de medição de velocidade e vazão, que é uma das áreas da Hidrometria. Sua  importância é nitida quando o objetivo é, por exemplo, quantificar a vazão disponível pra projetos de irrigação, controlar a vazão (volume) de água a ser aplicada em projetos, quantificar a vazão disponível para acionar uma roda d’água ou carneiro hidráulico entre outras aplicações.

Algumas variáveis influenciam na escolha do método de medição de vazão a ser utilizado. Dentre elas, o fluxo de água, condições locais, e a precisão desejada são algumas dessas variáveis que se deve levar em consideração ao fazer a escolha do método de medição de vazão.

Alguns métodos de medição de vazão aplicados em condutos livres são:

1. Método direto: Aplicado em pequenas vazões, pode ser volumétrico ou gravimétrico, baseando-se no tempo gasto para que um determinado fluxo de água ocupe um recipiente com volume conhecido, ou consiste na passagem de um determinado volume de água obtido em um determinado tempo, respectivamente.
2. Método do flutuador: Aplicado a grandes vazões ( Q ≥ 300 L/s). Através dos flutuadores pode-se determinar a velocidade superficial do escoamento. Esta velocidade superficial e, a partir daí, equacionar e definir a vazão do curso de agua em estudo.
3. Método vertedor: São utilizados em pequenos cursos d’água, (10L/s ≤ Q ≤ 300L/s). Os vertedores são simples aberturas ou entalhes na parte superior de uma parede por onde o líquido escoa. Podem ser instalados em cursos naturais ou artificiais. Existem vários tipos de vertedouros e, dentre eles, será feito um estudo sobre os vertedouros triangulares no presente trabalho.

1. OBJETIVOS

• Fazer um estudo experimental de um vertedor triangular de parede fina;
• Medir a vazão de um canal experimental com base na carga hidráulica;
• Comparar os dados experimentais com os dados teóricos, principalmente a equação da curva característica, definidos na literatura básica.

1. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

Os vertedores, instrumentos usados para medição de vazão em canais e cursos d’água, são construídos de acordo com formas geométricas definidas. Contrações laterais são diminuições na largura de um vertedor, que podem ser unilaterais ou bilaterais.

Para diferenciação dos tipos de vertedores e suas principais características, os mesmo são divididos quanto: a forma, subdivididos em simples (retângulo ou triangular) e composta (retangular e triangular); a altura da soleira, subdivididos em livres ou completos (nível d’água a jusante inferior a crista) e incompletos ou afogados ( nível d’água a jusante acima da crista); a espessura da parede, subdivididos em vertedor de soleira delgada e vertedor de soleira espessa (e>0,66H); e a largura, subdivididos em vertedores contraídos ou com contração lateral (comprimento da soleira menor que a largura do canal) e vertedor sem contração lateral ( comprimento da soleira igual à largura do canal). A figura abaixo mostra dois tipos de forma de vertedor e a presença das soleiras e da face.

Os principais constituintes de um vertedor são: a soleira, parte superior da parede em que há contato com a lamina vertente; a carga sobre a soleira, que é a distância vertical entre o nível da soleira e o nível d’agua à montante; a altura do vertedor, que é a diferença de nível entre a soleira e o fundo do canal; a largura da soleira, dimensão da soleira que sofre escoamento e a face, presente nos vertedores com contração lateral.

No presente experimento foi utilizado um vertedor triangular, o qual é recomendado para medição de vazões abaixo de 30 l/s, com cargas entre 0,06 e 0,50 m. É um tipo de vertedor tão preciso quanto os retangulares para a faixa de 30 a 300 l/s.  Abaixo exemplifica-se um modelo genérico de vertedor triangular.