Aula 29 - Veterdores - Parte V

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Hidráulica II – 6CIV039
Aula 29:
Vertedores – Parte V
Descarregador de barragem
Prof. Caio Victor Lourenço Rodrigues
2014
Prof. Caio Rodrigues 2
1. Definição;
2. Geometria da soleira normal;
3. Relação Cd x Hd;
4. Exercício.
Hidráulica II
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1. Definição
• Também conhecido como vertedor-extravasor;
• Tem a função de regular a vazão de uma barragem;
• Vazões bastante elevadas;
• Como definir a geometria da barragem?
Hidráulica;
Estabilidade da obra ( fundação, topografia e estrutura).
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Como definir a geometria
A lâmina vertente deve estar assentada sobre a soleira,
objetivando:
 Aumentar o valor de Cd (aumentar a Q);
 Evitar pressões negativas na soleira (cavitação);
 Onde havia pressões negativas?
 Lâmina deprimida;
 Evitar grandes turbulências.
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Essa seria a geometria adequada?
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Geometria adequada
Forma de uma lâmina vertente livre que sai de um
vertedor retangular de parede delgada e sem contrações.
• Conhecida como soleira normal;
• A lâmina é aderente ao vertedor de soleira normal;
• Pode-se desconsiderar os efeitos de viscosidade e
tensão superficial;
• Há Patm ao longo da soleira;
OBS: lâmina bem arejada é sinônimo de vertente.
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Vertedor de parede fina Vertedor-extravasor de 
soleira normal
Parede espessa
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d
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• H: carga hidrostática sobre o vertedor (altura da soleira);
• h: carga exatamente em cima do vertedor;
• Hd: carga de projeto, no ponto mais alto da crista
(vertedor normal).
Observação
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Equação padrão
ۿ܌ = ૛૜۱܌∗.ۺ. ૛܏. ۶܌૜/૛
Qd e Hd – índice “d” significa de projeto (extravasor)
• Cd* é relativo à vazão Qd;
• Cd – Q de um vertedor retangular (delgado e s/ contração)
• Relação no quadro
• Última relação indica mesma situação (H);
• Cd da soleira normal é maior que o de parede fina;
• Soleira normal conduz uma vazão maior.
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• Variáveis: H, P, b, L;
• 2 equações principais: Bazin e Francis
• Equações empíricas;
• Bazin foi a primeira fórmula em 1889:
۱܌ = ૙,૟૙ૠ૞ + ૙,૙૙૝૞
۶
૚ + ૙,૞૞ ۶
۶ + ۾ ૛
0,08 < H < 0,50 m
0,20 < P < 2,0 m
Relembrando!
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• Francis (1905):
۱܌ = ૙,૟૚૞ ૚ + ૙,૛૟ ۶
۶ + ۾ ૛ 0,25 < H < 0,80 mP > 0,30 m
H < P
Para P/H > 3,5:
Baixo valor de carga cinética de aproximação
Cd = 0,623
ۿ = ૚,ૡ૜ૡ.ۺ.۶૜/૛
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2. Geometria da soleira normal 
• A geometria comentada anteriormente foi obtida após
várias estudos;
• Muitos perfis foram estudados;
• Perfil mais usado atualmente: WES;
• WES: Waterways Experiment Station (WES);
• Perfil baseado nos estudos Scimeni e Creager;
• Equação no próximo de slide: desconsiderando
velocidade de aproximação.
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܇ = ૚
૛
܆૚,ૡ૞
۶܌૙,ૡ૞
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3. Relação Cd x Hd
• Qual a condição da soleira normal?
Lâmina aderente.
• Q1 > Qd;
• H1 > Hd;
• Lâmina deprimida (P < Patm, cavitação);
• A soleira é deprimida;
• Q1 < Qd; H1 < Hd:
Lâmina aderente – soleira comprimida.
Q max: hmáx = 1,33.Hd
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Equações – Soleira WES 
܇ = ૚
૛
܆૚,ૡ૞
۶܌૙,ૡ૞
ۿ = ۱.ۺ.۶૜/૛
۱ = ૛,૛૚૞ ۶
۶܌
૙,૚૝ૡ
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4. Exercício
01) O vertedor de uma pequena barragem com perfil
padrão WES, de 10,0 m de largura, altura P=6,0 m e
paramento de montante vertical, funciona com uma
carga de H=0,60 m. Sabendo que o ponto de
coordenadas (X;Y) = (1,0;0373) pertence ao perfil da
soleira, determine a vazão descarregada
Q = 9,07 m³/s
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Até a próxima aula!