CCET148 - Hidru00E1ulica Geral - Vertedores

Prévia do material em texto

1
Vertedores
2
HIDRÁULICA GERAL
Curso de Engenharia Civil
UFAC - 2014-2
MEDIÇÃO DE VAZÃO COM A UTILIZAÇÃO DE 
VERTEDORES
3
Vertedores
Definição de vertedores: são orifícios incompletos, pois têm 
perímetro aberto. Localizam-se na parte superior de reservatórios, 
canais etc.
4
Vertedores
Definição de vertedores: são orifícios incompletos, pois têm 
perímetro aberto. Localizam-se na parte superior de reservatórios, 
canais etc.
5
Vertedores
Definição de vertedores: são orifícios incompletos, pois têm 
perímetro aberto. Localizam-se na parte superior de reservatórios, 
canais etc.
6
VERTEDOURO -
Estrutura em 
Concreto Gravidade 
Capacidade: 6.800 
m3/s. 
Comportas: Tipo 
segmento. 
Quantidade: 4 
(quatro) Largura: 
13,0 m
Vertedores
7
Vertedores
8
Vertedores
9
Vertedores
10
Vertedores
11
CLASSIFICAÇÃO DOS VERTEDORES
Quanto à forma de abertura
12
CLASSIFICAÇÃO DOS VERTEDORES
Quanto à forma de abertura
a) Simples: esses podem ser retangulares, 
13
CLASSIFICAÇÃO DOS VERTEDORES
Quanto à forma de abertura
a) Simples: esses podem ser retangulares, trapezoidais, 
14
CLASSIFICAÇÃO DOS VERTEDORES
Quanto à forma de abertura
a) Simples: esses podem ser retangulares, trapezoidais, circulares, 
15
CLASSIFICAÇÃO DOS VERTEDORES
Quanto à forma de abertura
a) Simples: esses podem ser retangulares, trapezoidais, circulares, 
triangulares.
16
CLASSIFICAÇÃO DOS VERTEDORES
Quanto à forma de abertura
a) Simples: esses podem ser retangulares, trapezoidais, circulares, 
triangulares.
b) Compostos: possuem as seções já expostas, mas de forma 
combinada.
17
CLASSIFICAÇÃO DOS VERTEDORES
Quanto à forma de abertura
b) Compostos: possuem as seções já expostas, mas de forma 
combinada.
18
CLASSIFICAÇÃO DOS VERTEDORES
Quanto à forma de abertura
b) Compostos: possuem as seções já expostas, mas de forma 
combinada.
19
CLASSIFICAÇÃO DOS VERTEDORES
Quanto à forma de abertura
b) Compostos: 
possuem as seções 
já expostas, mas de 
forma combinada.
Vertedor composto 
do tipo tulipa.
20
CLASSIFICAÇÃO DOS VERTEDORES
Quanto à forma de abertura
b) Compostos: 
possuem as seções 
já expostas, mas de 
forma combinada.
Vertedor composto 
do tipo tulipa.
21
CLASSIFICAÇÃO DOS VERTEDORES
Quanto à espessura da parede:
a) parede delgada ou soleira fina: e ≤ 2H/3 contato 
segundo uma linha entre a lâmina e a soleira;
22
CLASSIFICAÇÃO DOS VERTEDORES
Quanto à espessura da parede:
a) parede delgada ou soleira fina: e ≤ 2H/3 contato 
segundo uma linha entre a lâmina e a soleira;
23
CLASSIFICAÇÃO DOS VERTEDORES
Quanto à espessura da parede:
b)parede espessa ou soleira espessa: e > 2H/3;
24
CLASSIFICAÇÃO DOS VERTEDORES
Quanto à espessura da parede:
b)parede espessa ou soleira espessa: e > 2H/3;
25
CLASSIFICAÇÃO DOS VERTEDORES
Quanto à altura relativa
a) Vertedores livres ou completos ->Estes são 
chamados livres ou completos quando a altura da 
lâmina líquida a montante do vertedor (h1) é maior 
que a altura do líquido a jusante do vertedor h2.
26
CLASSIFICAÇÃO DOS VERTEDORES
Quanto à altura relativa
a) Vertedores livres ou completos ->Estes são 
chamados livres ou completos quando a altura da 
lâmina líquida a montante do vertedor (h1) é maior 
que a altura do líquido a jusante do vertedor h2.
27
CLASSIFICAÇÃO DOS VERTEDORES
Quanto à altura relativa
a) Vertedores livres ou completos ->Estes são 
chamados livres ou completos quando a altura da 
lâmina líquida a montante do vertedor (h1) é maior 
que a altura do líquido a jusante do vertedor h2.
28
CLASSIFICAÇÃO DOS VERTEDORES
Quanto à altura relativa
b) Vertedores afogados ou incompletos-> Nesse caso 
o vertedor é dito afogado quando a altura do líquido 
a montante do vertedor h1 é menor ou igual a altura 
da lâmina líquida de jusante do vertedor (h2).
29
CLASSIFICAÇÃO DOS VERTEDORES
Quanto à altura relativa
b) Vertedores afogados ou incompletos-> Nesse caso 
o vertedor é dito afogado quando a altura do líquido 
a montante do vertedor h1 é menor ou igual a altura 
da lâmina líquida de jusante do vertedor (h2).
30
CLASSIFICAÇÃO DOS VERTEDORES
Quanto à largura relativa
a) Vertedores sem contrações laterais. A largura do 
vertedor é igual à do corpo d’água e o fluido passará 
sem obstrução.
31
CLASSIFICAÇÃO DOS VERTEDORES
Quanto à largura relativa
b1) Vertedores com contração lateral. São 
considerados contraídos os vertedores cuja largura é 
menor do que a do canal de acesso (L<B).
32
CLASSIFICAÇÃO DOS VERTEDORES
Quanto à largura relativa
b.2) Com duas contrações laterais.
33
MEDIÇÃO DE VAZÃO PELOS VERTEDORES
Vertedor Retangular de Parede Delgada
34
MEDIÇÃO DE VAZÃO PELOS VERTEDORES
Vertedor Retangular de Parede Delgada
35
MEDIÇÃO DE VAZÃO PELOS VERTEDORES
Vertedor Retangular de Parede Delgada
36
MEDIÇÃO DE VAZÃO PELOS VERTEDORES
Vertedor Retangular de Parede Delgada
Os filetes inferiores se elevam para atravessar a crista do vertedor. A 
superfície livre da água e os filetes próximos são rebaixados, ocorrendo o
estreitamento da massa fluida.
37
MEDIÇÃO DE VAZÃO PELOS VERTEDORES
Vertedor Retangular de Parede Delgada
Eq. Fundamental dos vertedores ou fórmula de Du Buat
Cd = coeficiente de descarga do vertedor
38
MEDIÇÃO DE VAZÃO PELOS VERTEDORES
Vertedor Retangular de Parede Delgada
Fórmula de Du Buat
Equação de Francis –
Cd = 0,623
39
MEDIÇÃO DE VAZÃO PELOS VERTEDORES
Vertedor Retangular de Parede Delgada
Fórmula de Du Buat
Equação de Francis - Cd = 0,623
40
MEDIÇÃO DE VAZÃO PELOS VERTEDORES
Vertedor Triangular de Parede Delgada - Utilizado para medição 
de pequenas vazões ( Q < 30 l/s). Maior precisão na medida da 
carga, H. São construídos em chapa de aço.
41
MEDIÇÃO DE VAZÃO PELOS VERTEDORES
Vertedor Triangular de Parede Delgada - Utilizado para medição 
de pequenas vazões ( Q < 30 l/s). Maior precisão na medida da 
carga, H. São construídos em chapa de aço.
42
MEDIÇÃO DE VAZÃO PELOS VERTEDORES
Vertedor Triangular de Parede Delgada - Utilizado para medição 
de pequenas vazões ( Q < 30 l/s). Maior precisão na medida da 
carga, H. São construídos em chapa de aço.
Fórmula Geral
43
MEDIÇÃO DE VAZÃO PELOS VERTEDORES
Vertedor Triangular de Parede Delgada - Utilizado para medição 
de pequenas vazões ( Q < 30 l/s). Maior precisão na medida da 
carga, H. São construídos em chapa de aço.
Fórmula Geral
Fórmula de Thomson vertedor com θ = 90º,
Cd = 0,5928 
44
MEDIÇÃO DE VAZÃO PELOS VERTEDORES
Vertedor Trapezoidal de Parede Delgada - Tem a forma de um 
trapézio de largura menor L e altura H. É considerado como sendo 
formado por um vertedor retangular e dois triangulares. O trapézio 
é usado para compensar o decréscimo de vazão que se observa 
devido às contrações.
45
MEDIÇÃO DE VAZÃO PELOS VERTEDORES
Vertedor Trapezoidal de Parede Delgada - Tem a forma de um 
trapézio de largura menor L e altura H. É considerado como sendo 
formado por um vertedor retangular e dois triangulares. O trapézio 
é usado para compensar o decréscimo de vazão que se observa 
devido às contrações.
46
MEDIÇÃO DE VAZÃO PELOS VERTEDORES
Vertedor Trapezoidal de Parede Delgada - Tem a forma de um 
trapézio de largura menor L e altura H. É considerado como sendo 
formado por um vertedor retangular e dois triangulares. O trapézio 
é usado para compensar o decréscimo de vazão que se observa 
devido às contrações.
47
MEDIÇÃODE VAZÃO PELOS VERTEDORES
Vertedor Trapezoidal de Parede Delgada - Tem a forma de um 
trapézio de largura menor L e altura H. É considerado como sendo 
formado por um vertedor retangular e dois triangulares. O trapézio 
é usado para compensar o decréscimo de vazão que se observa 
devido às contrações.
Fórmula Geral
48
MEDIÇÃO DE VAZÃO PELOS VERTEDORES
Vertedor Cipolletti –
49
MEDIÇÃO DE VAZÃO PELOS VERTEDORES
Vertedor Cipolletti –
50
MEDIÇÃO DE VAZÃO PELOS VERTEDORES
Vertedor Cipolletti –
51
MEDIÇÃO DE VAZÃO PELOS VERTEDORES
Vertedor Cipolletti –
52
MEDIÇÃO DE VAZÃO PELOS VERTEDORES
Vertedor Cipolletti –
Fórmula de Cipolletti
53
MEDIÇÃO DE VAZÃO PELOS VERTEDORES
Vertedor Circular– Usado para pequenas vazões, 
•Fácil construção e instalação
•Não requer nivelamento da soleira
•Lâmina vertente sempre aerada
•Mais eficiente para pequenos valores de H
•Pouco empregado
54
MEDIÇÃO DE VAZÃO PELOS VERTEDORES
Vertedor Circular– Usado para pequenas vazões, 
•Fácil construção e instalação
•Não requer nivelamento da soleira
•Lâmina vertente sempre aerada
•Mais eficiente para pequenos valores de H
•Pouco empregado
55
MEDIÇÃO DE VAZÃO PELOS VERTEDORES
Vertedor Circular– Usado para pequenas vazões, 
•Fácil construção e instalação
•Não requer nivelamento da soleira
•Lâmina vertente sempre aerada
•Mais eficiente para pequenos valores de H
•Pouco empregado
Fórmula Geral
56
MEDIÇÃO DE VAZÃO PELOS VERTEDORES
Extravasor de Barragem – Em barragens o extravasor possui 
uma soleira com perfil curvo, calculada para uma dada vazão 
denominada de vazão de projeto.
57
MEDIÇÃO DE VAZÃO PELOS VERTEDORES
Extravasor de Barragem
Perfil Creager.
Dada tabela com as coordenadas (x,y) do perfil (soleira normal) 
relativas a H = 1,0m. Para H diferente de 1,0m, as coordenadas 
do correspondente perfil são multiplicadas pelo valor de H.
58
MEDIÇÃO DE VAZÃO PELOS VERTEDORES
Extravasor de Barragem
59
MEDIÇÃO DE VAZÃO PELOS VERTEDORES
Exercício 1:
Uma Engenheira Agrônoma, foi solicitada para determinar a 
vazão de um vertedor retangular, sem contração lateral com 
1,6 m de soleira e altura de lâmina d’água H=39,5 cm. Repita 
os cálculos dela.
60
MEDIÇÃO DE VAZÃO PELOS VERTEDORES
Vertedor Retangular de Parede Delgada
Fórmula de Du Buat Equação de Francis - Cd = 0,623
61
MEDIÇÃO DE VAZÃO PELOS VERTEDORES
Exercício 1:
Uma Engenheira Agrônoma, foi solicitada para determinar a 
vazão de um vertedor retangular, sem contração lateral com 
1,6 m de soleira e altura de lâmina d’água H=39,5 cm. Repita 
os cálculos dela.
62
MEDIÇÃO DE VAZÃO PELOS VERTEDORES
Exercício 1:
Uma Engenheira Agrônoma, foi solicitada para determinar a 
vazão de um vertedor retangular, sem contração lateral com 
1,6 m de soleira e altura de lâmina d’água H=39,5 cm. Repita 
os cálculos dela.
63
MEDIÇÃO DE VAZÃO PELOS VERTEDORES
Exercício 1:
Uma Engenheira Agrônoma, foi solicitada para determinar a 
vazão de um vertedor retangular, sem contração lateral com 
1,6 m de soleira e altura de lâmina d’água H=39,5 cm. Repita 
os cálculos dela.
64
MEDIÇÃO DE VAZÃO PELOS VERTEDORES
Exercício 2:
Engenheiros Agrônomos fizeram parte de uma equipe que 
realizou estudos na área de hidráulica, e você recebeu a 
tarefa de determinar a carga de um vertedor em forma de um 
triângulo retângulo isósceles, com descarga de 522 m³/hora.
65
MEDIÇÃO DE VAZÃO PELOS VERTEDORES
Exercício 2:
Engenheiros Agrônomos fizeram parte de uma equipe que 
realizou estudos na área de hidráulica, e você recebeu a 
tarefa de determinar a carga de um vertedor em forma de um 
triângulo retângulo isósceles, com descarga de 522 m³/hora.
65
66
MEDIÇÃO DE VAZÃO PELOS VERTEDORES
Exercício 2:
Engenheiros Agrônomos fizeram parte de uma equipe que 
realizou estudos na área de hidráulica, e você recebeu a 
tarefa de determinar a carga de um vertedor em forma de um 
triângulo retângulo isósceles, com descarga de 522 m³/hora.
66
67
MEDIÇÃO DE VAZÃO PELOS VERTEDORES
Exercício 3:
Determinar a descarga de um vertedor sob a forma de 
triângulo retângulo com carga de 8,75 m e coeficiente de 
descarga (Cd) = 0,6.
67
68
MEDIÇÃO DE VAZÃO PELOS VERTEDORES
Exercício 3:
Determinar a descarga de um vertedor sob a forma de 
triângulo retângulo com carga de 8,75 m e coeficiente de 
descarga (Cd) = 0,6.
68
Fórmula Geral
68Fórmula de Thomson vertedor com θ = 90º,
Cd = 0,5928 
69
MEDIÇÃO DE VAZÃO PELOS VERTEDORES
Exercício 3:
Determinar a descarga de um vertedor sob a forma de 
triângulo retângulo com carga de 8,75 m e coeficiente de 
descarga (Cd) = 0,6.
69
70
MEDIÇÃO DE VAZÃO PELOS VERTEDORES
Exercício 4:
Substitua o vertedor do exercício 3 por outro vertedor 
retangular. Depois por outro circular.
70