Relatorio VERTEDOR Triangular Retangular (1)

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Universidade Presbiteriana Mackenzie
 Relatório das aulas práticas I e II
 “Vertedor de retangular de parede delgada e vertedor triangular de 60°”
			 Nomes e T.I.A correspondentes:
 Giulio Mantovani (xxx.xxxx-x)
			 Janaína (xxx.xxxx-x)
	 Nikolas Gonçalves (315.2996-8)
			 Nina Schneider Parise (xxx.xxxx-x)
 
 Componente:
 Hidráulica Aplicada II
 Professor:
 Dr. Jorge Paixão
Introdução
O vertedor é uma obstrução no fluxo de uma corrente de água que faz com que a superfície da mesma se eleve ao passar por ele. Instalados em canais com superfícies livres, o comportamento do fluxo é governado pelas forças gravitacionais. (R. J. Houghtalen, 2012)
 No formato de paredes, diques, aberturas tem utilidade relacionada com a medição de vazão e controle de vazão.
 Segundo Azevedo Netto (1998) o vertedor Retangular de parede delgada tem o movimento de agua característica em filetes inferiores, a montante, elevam-se, tocam a crista do vertedor e sobrelevam-se ligeiramente. A superfície livre da água e os filetes próximos baixam, verifica-se o estreitamento da veia. Classificado como forma simples. 
Azevedo Netto (1998) diz que o vertedor Triangular possibilita maior pressão na medida de cargas correspondentes e vazões reduzidas. Variam a angulação de abertura das chapas, aumentando a vazão ou reduzindo-a.
Objetivo
As experiências realizadas dentro do laboratório de hidráulica tiveram como objetivo inicial verificar visualmente assuntos abordados na sala, entre eles o ressalto, remanso, de lâmina de água, carga de água, funcionamento de vertedores e suas variações de acordo com forma e vazão.
Assim, já se tratando da experiência com vertedor retangular de parede delgada, o objetivo era calcular no equipamento a altura da carga de água e a vazão utilizada para realizar o cálculo dos coeficientes de Rehbock e o coeficiente o empírico através da construção dos gráficos solicitados. Analisando assim se os resultados são compatíveis com os dados já formulados.
Na segunda experiência o objetivo está em calcular a vazão para o vertedor triangular, analisando a vazão teórica, vazão calculada pelo canal, pelo método de Thompson e método de Gouley & Crimp, verificando se ao quociente entre as vazões real e teórica está entre os limites de 0,60 e 0,65. Também utiliza-se o método gráfico para a realização do cálculo. 
Materiais e métodos
Resultados e discussão
Vertedor retangular
O vertedor utilizado no experimento possuía largura (L) igual a 0,3 m e altura (p) = 0,15 m.
Os dados obtidos de altura de carga d’água para diferentes vazões aplicadas podem ser observadas na Tabela 1.
Tabela 1. Dados de vazão, carga de água e coeficiente de descarga para vertedor retangular.
	Q (m3/s) real
	H (m)
	Q teórica (m3/s)
	Cd calc
	Cd Rehbock
	2,60 x10-03
	0,0256
	3,63x10-03
	0,72
	0,62
	4,85 x10-03
	0,038
	6,56 x10-03
	0,74
	0,62
	6,10 x10-03
	0,0448
	8,40 x10-03
	0,73
	0,63
	7,10 x10-03
	0,0493
	9,70 x10-03
	0,73
	0,63
	7,80 x10-03
	0,0511
	1,02 x10-02
	0,76
	0,63
	9,00 x10-03
	0,0555
	1,16 x10-02
	0,78
	0,63
A vazão teórica(Q) foi obtida pela equação I, o coeficiente de descarga teórico (Cd calc) foi obtido pela equação II e o coeficiente de descarga de Rehbock foi calculado pela equação III descritas abaixo.
 (I)
 (II)
 (III)
O coeficiente de descarga experimental foi obtido através do ajuste dos dados mostrados na Figura 1.
Figura 1. Vazão real por carga d’água em vertedor retangular e ajuste linear dos dados obtidos.
Através do ajuste dos dados por uma equação linear foi possível obter o coeficiente de descarga (Cd) real relacionando-o ao coeficiente angular da reta como demostrado pela equação abaixo.
 (IV)
Vertedor triangular
O vertedor triangular utilizado no experimento possuía largura (L) igual a 0,3 m, altura (p) = 0,075 m, e ângulo de abertura igual a 90º.
Os dados obtidos de altura de carga d’água para diferentes vazões aplicadas podem ser observadas na Tabela 2.
Tabela 2. Dados de vazão, carga de água e coeficiente de descarga para vertedor triangular
	Qreal (m3/s)
	H(m)
	Qteórico
	Cd calc
	Thomson
	Gouley & Crimp
	4,95x10-3
	0,1026
	7,97 x10-3
	0,62
	4,72 x10-3
	4,66 x10-3
	4,8810-3
	0,1021
	7,87 x10-3
	0,62
	4,66 x10-3
	4,60 x10-3
	3,31x10-3
	0,0884
	5,49 x10-3
	0,60
	3,25 x10-3
	3,22 x10-3
	3,02x10-3
	0,0846
	4,92 x10-3
	0,61
	2,91 x10-3
	2,89 x10-3
	2,51 x10-3
	0,0791
	4,16 x10-3
	0,60
	2,46 x10-3
	2,44 x10-3
	1,71 x10-3
	0,0685
	2,90 x10-3
	0,59
	1,72 x10-3
	1,71 x10-3
A partir dos dados experimentais calcularam-se a vazão teórica (Equação V), o coeficiente de descarga teórico e também obtido pelas equações de Thomson(Equação VI) e Gouley & Crimp (Equação VII).
 (V)
 (VI)
 (VII)
O valor do coeficiente de descarga foi encontrado pelo gráfico da vazão por carga d’água elevado a cinco meios. Ajustou-se a reta de forma linear para encontrar o coeficiente angular e assim obteve-se o valor de Cd. O gráfico pode ser visto na Figura 2. 
Figura 2. Vazão real por carga d’água em vertedor triangular e ajuste linear dos dados obtidos.
O valor de Cd foi encontrado através do coeficiente angular da reta ajustada e pela equação IX.
Assim, o valor de Cd encontrado foi de 0,638. Com isso calculou-se a vazão real e os valores podem ser vistos na TABELA. Os valores obtidos aproximam-se da vazão fornecida pelo software do equipamento utilizado no experimento.
Tabela 2. Vazão real calculada a partir do coeficiente de descarga.
	Qreal (m3/s)
	5,08x10-3
	5,02 x10-3
	3,50 x10-3
	3,14 x10-3
	2,65 x10-3
	1,85 x10-3
Conclusão
Para o vertedor retangular, o valor do coeficiente de descarga encontrado está dentro do esperado, porém a literatura de forma geral apresenta valores em torno de 0,63 e o valor experimental encontrado foi 0,79. Essa diferença muito provavelmente pode estar relacionada a erros de medidas de carga de água no experimento.
Já para o vertedor triangular, o valor de Cd encontrado está de acordo com os valores obtidos na literatura (AZEVEDO NETO, 1998).
De forma geral, é possível afirmar que os vertedores são ferramentas úteis para medir vazão em pequenos cursos d’água, para baixas ou altas vazões.
Referências Bibliográficas
AZEVEDO NETO, J. M. Manual de hidráulica. 8ª ed. Editora Edgar Blucher, 1998.
HOUGHTALEN, R. J., HWANG, N. H. C., AKAN, A. O. Engenharia hidráulica. 4ªed. Editora Pearson, 2012.