CÁLCULO DE VAZÃO VERTEDORES

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MEDIDAS DE VAZÃO ATRAVÉS DE VERTEDORES 
 
1. OBJETIVO 
 
Familiarização com o uso de vertedores como medidores de vazão. Medir a vazão de canais 
com vertedores triangulares e retangulares. 
 
2. INTRODUÇÃO TEÓRICA 
 
2.1- Definição 
 
Um vertedor é uma obstrução que faz com que o fluido retorne e escoe sobre ou através dessa 
obstrução. São orifícios incompletos, pois têm perímetro aberto. Localizam-se na parte superior 
de reservatórios, canais, etc. 
 
2.2-Finalidade 
 
Medir a vazão de córregos, galerias pluviais, canais, etc. Determina-se a vazão medindo-se a 
altura da superfície da água a montante. 
 
2.3- Classificação dos vertedores 
 
O vertedor pode ser classificado quanto à forma, quanto à altura relativa da soleira, quanto à 
natureza da parede, quanto à largura relativa. A mais objetiva é quanto à forma. Um vertedor 
pode ter qualquer forma, mas é preferível a geométrica, a logarítmica, etc. 
 
Quanto à forma geométrica: 
 
 - vertedor simples: 
 - retangular 
 - triangular 
 - trapezoidal 
 - circular 
 - parabólico, etc. 
 
- vertedor composto: 
 
 - reunião das formas acima indicadas 
 
2.4- Denominações 
 
A aresta do vertedor, sobre a qual passa a água é a soleira ou crista. Chamamos de carga do 
vertedor à altura H da lâmina de água a montante da soleira. A carga é medida a partir da carga 
da soleira; porém, devido ao abaixamento da lâmina vertente, essa medida deve ser feita em 
uma seção cuja distância à soleira seja igual ou superior a 5H. A profundidade do vertedor é a 
distância vertical entre a soleira e o fundo do conduto livre ( canal, córrego, etc.) 
 
Da mesma forma que nos orifícios, o vertedor será de parede delgada ou espessa. Diz-se que 
overtedor é contraído quando sua largura é menor que a largura do acesso ( canal, córrego, etc.). 
O vertedor pode ter uma ou duas contrações. A figura 1 mostra um vertedor retangular de 
parede delgada. 
 
 
 
2.5- Cálculo da vazão 
 
A figura .2, mostra um jorro com contração num vertedor 
 
 
Figura.2 - Jorro com contração num vertedor 
 
Para o desenvolvimento das equações, considera-se que o vertedor passa sobre a soleira 
diretamente sem contração. 
 
Aplicando a equação de Bernoulli entre 1 e 2 
 
 
 
Como o jorro tem linhas de correntes paralelas e pressão atmosférica em todos os pontos, vem 
na qual a carga de velocidade na seção 1 é desprezada. 
 
 
 
Resolvendo em relação a v , temos 
 
 
 
A vazão teórica Qt é 
 
 
 
As contrações e perdas reduzem a vazão real; diferentes pesquisadores encontram valores em 
torno de 60% da teórica. Isso caracteriza um valor de Cd ( equivalente a um coeficiente de 
descarga), de tal forma que a equação fica 
 
 
 
Para vertedores retangulares com contração lateral, foi deduzida a seguinte fórmula 
 
 
 
Para vertedores retangulares sem contração lateral, é utilizada a fórmula de Bazin: 
 
 
 
Para pequenas vazões, o vertedor triangular é particularmente conveniente. Na figura 3 temos 
um vertedor triangular. 
 
 
 
Figura 3. Vertedor Triangular 
 
Numa profundidade y a velocidade é e a vazão teórica é 
 
 
ou 
 
 
O expoente é correto, mas o coeficiente deve ser reduzido. Se o triângulo é isósceles com o 
ângulo entre os lados iguais de 90º a vazão é dada por 
 
 
 
3. Parte experimental 
 
A água é captada através de uma mangueira e vai para o reservatório, inicial de onde escoa para 
o 
reservatório de coleta. O reservatório inicial e o quebra ondas têm como função tornar o 
escoamento 
mais comportado, evitando-se muita turbulência, oscilações e ondas. O escoamento passa pelo 
conduto e dirige-se para a saída do vertedor. Os vertedores são fixados em suportes. A vazão é 
controlada pela mangueira, através de registros convenientemente dispostos. Para cada abertura 
fixada do registro, anota-se o nível do reservatório de coleta e o tempo gasto para preencher 
aquele 
nível. Mede-se a altura do canal molhado (superfície da água) correspondente. Varia-se a 
abertura do 
registro da mangueira e, com isso, a vazão. São repetidas as medidas. 
4. Formulário 
vertedor retangular com contração lateral (equação 6) 
Q 1,838L 0,2HH 3/ 2 (m3/s) 
vertedor retangular sem contração lateral (Bazin) (equação 7) 
Q 1,833LH 3/ 2 (m3/s) 
vertedor triangular (Thompson) (equação 10) 
Q 1,4H 5/ 2 (m3/s) 
5. Cálculos 
Calcular os valores de Qt, a partir das fórmulas gerais 
Calcular os valores de vazão a partir das fórmulas empíricas (com coeficientes obtidos pelos 
pesquisadores). 
Encontrar o valor de Cd para os vertedores retangulares (Qr/Qt) 
6. Tabelas e gráficos 
Construir uma tabela com o volume e o tempo, para obtenção de Qreal e com os valores de H, 
para o 
vertedor triangular e retangular. 
Construir o gráfico Qreal x Qt 
Construir o gráfico Qreal x H 
Comparar os valores de Cd encontrados, com os valores dos pesquisadores. 
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