HHA Relatório de ressalto hidráulico

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UNIVERSIDADE PAULISTA
INSTITUTO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLOGIA – ICET
ENGENHARIA CIVIL
CHÁCARA II
RELATÓRIO III DE AULA DE LABORATÓRIO
Ressalto Hidráulico
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SUMÁRIO
INTRODUÇÃO
 O relatório a seguir tem como propósito observar e coletar dados em laboratório sobre o fenômeno de Ressalto Hidráulico, utilizando-se o que se fora ensinado em teoria em uma breve aula explicativa em sala para uma melhor compreensão dos tópicos de estudo relacionados à meios de dissipação de energia.
CANAIS
Os principais elementos geométricos são:
Área molhada (A): é a área da seção reta do escoamento, normal à direção do fluxo.
Perímetro molhado (P): é o cumprimento da parte da fronteira sólida da seção do canal (fundo e parede) em contato com o líquido; a superfície livre não faz parte do perímetro molhado.
Raio hidráulico (Rh): é a relação entre a área molhada e o perímetro molhado.
Altura d’água ou tirante d’água (y): é a distância vertical e o perímetro molhado.
Altura de escoamento da seção (h): é a altura do escoamento medida perpendicularmente ao fundo do canal.
Largura de topo (B): é a largura da seção do canal na superfície livre, função da forma geométrica da seção e da altura d’água.
Altura hidráulica ou altura média (Hm): é a reação entre a área molhada e a largura da seção na superfície livre. É a altura de retângulo de área equivalente à área molhada.
 Hm = A
 B
Declividade de fundo (I0): é a declividade longitudinal do canal. Em geral, as declividades dos canais são baixas, podendo ser expressas por I0 = tg  ≡ sen .
Declividade piezométrica ou declividade da lin há d’água (Ia)
Declividade da linha de energia (If): é a variação da energia da corrente no sentido do escoamento.
TIPOS DE ESCOAMENTO
Os escoamentos nos canais podem ter por parâmetros de variabilidade o espaço e o tempo, ou seja, características hidráulicas como altura d’ água, área molhada, raio hidráulico podem variar no espaço, de seção para seção e no tempo. Tendo como critério comparativo o tempo, os escoamentos poder ser permanentes e não permanentes ou variáveis.
O escoamento ou regime é permanente se a velocidade local em um ponto qualquer da corrente permanecer inalterado no tempo, em módulo e direção. Dessa maneira, a profundidade, a área molhada, o perímetro molhado e, etc., tem valor constante ao longo do canal, bem como a vazão é constante. 
Ao contrário, o escoamento ou regime é não permanente se a velocidade em certo ponto varia com passar do tempo. Nesta situação, não existe uma continuidade de vazão e as características do escoamento consistem, por sua vez, das coordenadas do ponto considerado e do tempo.
Tendo como critério comparativo o espaço, os escoamentos podem ser uniformes e não uniformes ou variados. O escoamento ou regime é uniforme desde que as velocidades locais sejam paralelas entre si e constantes ao longo de uma mesma trajetória. As trajetórias são retilíneas e paralelas, a linha d’ água é paralela ao fundo, desde modo a altura d’ água é constante e I0 = Ia = If.
Quando as trajetórias não são paralelas entre si, o escoamento é dito não uniforme, a declividade da linha d’ água não é paralela á declividade de fundo e os elementos característicos do escoamento variam de uma seção para outra. Diante disso, a declividade de fundo difere da declividade da linha d’ água I0 ≠ Ia.
O escoamento variado é subdividido em gradualmente variado e rapidamente variado. No primeiro caso, os elementos característicos da corrente variam de forma lenta e gradual, de seção para seção. Já no segundo, há uma variação brusca na altura d’ água e demais parâmetros.
RESSALTO HIDRÁULICO
CONCEITO
O ressalto hidráulico ou salto hidráulico é o fenômeno que ocorre na transição de um escoamento torrencial ou supercrítico para um escoamento fluvial ou subcrítico. O escoamento é caracterizado por uma elevação brusca no nível d’água, sobre uma distância curta, acompanhada de uma instabilidade na superfície com ondulação e entrada de ar do ambiente e por uma conseqüente perda de energia em forma de grande turbulência. O ressalto ocupa uma posição fixa em um leito uniforme, desde que o regime seja permanente, e pode ser considerado como uma onda estacionária. 
Este fenômeno local ocorre frequentemente nas proximidades de uma comporta de regularização ou pé de um vertedor de barragem. 
Ressalto Hidráulico
Serão Estudadas as características de ressalto que ocorrem em canais horizontais ou de pequena declividade. 
A figura 2.1 mostra o aspecto habitual de um ressalto. Há uma diminuição da velocidade média do escoamento, na direção do escoamento, com a presença de uma acentuada turbulência. Se a elevação da linha d’água é pronunciada, observa-se sobre a superfície criada na parte ascensional do ressalto a formação dos rolos d’água de forma mais ou menos regular e posição relativamente estável. A agitação da massa d’água favorece a penetração de ar no escoamento com o aparecimento de bolhas de ar. A turbulência criada no interior do ressalto e os movimentos dos rolos d’água produzem uma importante dissipação de energia.
UTILIZAÇÃO
O Ressalto é, principalmente, utilizado como dissipador de energia cinética de uma lâmina líquida que desce pelo paramento de um vertedor, evitando o aparecimento de um processo erosivo no leito do canal de restituição. O ressalto também pode encontrado na entrada de uma estação de tratamento de água, na calha Parshall, e é usado para promover uma boa mistura dos produtos químicos utilizados no processo de purificação da água. 
O ressalto estacionário fica confinado entre duas seções, uma a montante, onde o escoamento é torrencial, e a outra jusante, onde o escoamento é fluvial, na quais a distribuição de pressão é hidrostática. As alturas d’água destas seções y1 – y2 são as alturas ou profundidades conjugadas do ressalto. A diferença, y1 – y2 chama-se altura do ressalto e é um parâmetro importante na caracterização do ressalto como dissipador de energia.
PERDA DE CARGA
A perda de carga no ressalto é igual á diferença é igual a diferença de energia e depois do salto. Desta forma:
∆E = E1 – E2 = (Y1 +) - (Y2 +)
No caso particular do canal retangular, a equação anterior pode se desenvolvida, chegando-se a:
∆E = 
O que mostra que a perda de carga aumenta consideravelmente com a altura do ressalto (y2 – y1). 
O rendimento do Ressalto é medida pela sua capacidade de dissipação da energia mecânica do escoamento torrencial e é definida por:
OBJETIVOS
Os objetivos da aula de laboratório foram:
Apresentar os conceitos fundamentais do escoamento permanente e uniforme em canais;
Apresentar os conceitos fundamentais do Ressalto Hidráulico;
Utilizar limnómetro para medição de nível d’água em canais;
Calcular o ressalto estacionário;
Calcular a perda de carga no ressalto e o rendimento;
MATERIAIS E MÉTODOS
Foram utilizados neste laboratório o canal de escoamento livre e o paquímetro para fazermos os cálculos.
Após a apresentação do Canal de Escoamento Livre calculamos o nível do ressalto e a profundidade onde a velocidade da água já estava mais estabilizada. 
Canal de regime de escoamento
DISCUSSÃO e considerações finais
Com a aula realizada em laboratório e com a elaboração de seu relatório, concluímos que, ocorre a transição do escoamento supercrítico para o subcrítico, que nada mais é que a mudança brusca do nível da água em uma distância curta e acompanhada do ar do ambiente, que faz com que ocorre perda de energia.
O ressalto é classificado em função da razão entre forças inerciais e campo gravitacional no escoamento torrencial, representado por Fr.