Aula Prática 03 - Vertedor de parede delgada – Coeficiente de vazão

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PRÁTICAS DE LABORATORIO – H.H.A. 
 
Prof. Orientador: _________________ Data da Prática: ____/____/_______ 
Componente(s) Matrícula Turma 
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PRÁTICA 03 
Vertedor de parede delgada – Coeficiente de vazão 
 
1. INTRODUÇÃO 
 
Vertedores são estruturas hidráulicas utilizadas para medir, indiretamente, a vazão 
em condutos livres por meio de uma abertura (entalhe) feita no alto de uma parede por 
onde a água escoa livremente, apresentando, portanto a superfície sujeita à pressão 
atmosférica. 
Diversos autores alertam que, na instalação de vertedores, para se obter um 
controle preciso da vazão do fluído, é altamente recomendável que a carga hidráulica 
atuante esteja compreendida entre 2 cm e 60 cm, a soleira, além de estar nivelada, deve 
apresentar um acabamento em bisel a jusante e que, abaixo da lâmina da vertente possua 
uma área de ventilação, pois a ausência desta é capaz de provocar modificação na veia e 
consequente alteração da vazão do fluído em escoamento. Azevedo Netto (1998) explica 
que nos vertedores em que o ar não penetra no espaço de ventilação, abaixo da lâmina 
vertente, pode ocorrer uma depressão que ocasionará a modificação da posição do jato 
líquido. 
 
2. OBJETIVO(S) DO ENSAIO 
 
Plotar o gráfico referente à curva característica da lâmina líquida vertente a um 
vertedor (seção retangular com paredes delgadas e sem contração lateral) em função da 
vazão descarregada. Então, por fim, determinar o coeficiente de vazão que representa os 
limites mínimo e máximo da lâmina líquida sobre a soleira desse vertedor. 
 
3. METODOLOGIA E FUNDAMENTAÇÃO TÉORICA 
 
O vertedor deverá ser instalado na saída do canal, o qual deverá ser mantido com 
suave declividade. Então, determinar a leitura do nível d´água à montante do vertedor com 
auxílio do limnímetro. Repetir a leitura até registrar cinco medidas. 
O vertedor pode funcionar de duas diferentes formas. Quando operado em 
condições de descarga livre, o escoamento acontece livremente à jusante da parede do 
vertedor, onde atua a pressão atmosférica (Figura 14a). Esta é a situação que mais tem sido 
estudada e a mais prática para a medição da vazão, devendo por isso ser observada quando 
na instalação do vertedor. 
 
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A situação do vertedor afogado (Figura 14b) deve ser evitada na prática, pois existem 
poucos estudos sobre ela e é difícil medir a carga hidráulica H para o cálculo da vazão. Além 
disso, o escoamento não cai livremente à jusante do vertedor. 
 
O vertedor deve ser instalado em seção precedida por um trecho retilíneo de canal, e 
o espaço sob a lâmina líquida deve ser mantida à pressão atmosférica. Para um vertedor 
assim instalado a vazão por ele descarregada pode ser calculada por: 
 
 
 
 √ 
Em que Cd é o coeficiente de vazão, apresentado por Francis (1905), e pode ser 
calculado por: 
 ⌊ (
 
 
)
 
⌋ 
 Em que P é a altura da soleira do vertedor. Quando P/h > 3,5 pode-se utilizar a 
equação prática: 
 (Cd = 0,622) 
 
Curva característica: h (m) X Q (m3/s) 
 
O coeficiente médio de vazão (Cd) que caracteriza os limites mínimo e máximo da 
lâmina líquida (h) vertente à soleira é dado plotando-se os valores experimentais desses em 
função da vazão (Q) calculada. A curva característica é do tipo potencial e pode ser expressa 
pela seguinte relação: 
 
 
Analogamente à equação hidráulica: 
 
 
 √ 
 
Tem-se que: y = Q; x = h; a e b = constantes. 
 
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Logo: 
 
 
 √ ; b = 3/2 
Desta forma, o coeficiente de vazão é dado por: 
 
 √ 
 
 
4. RESULTADOS E DISCUSSÃO 
 
Dados e resultados experimentais: 
MEDIDAS NA (m) h (m) P/h Cd Q (m3/s) 
1 
2 
3 
4 
5 
Dados: g = 9,8 m/s2; P = 15 cm; L = 10,5 cm 
 
MEMORIAL DE CÁLCULOS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Descrever suas análises a cerca dos resultados alcançados e considerações finais 
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