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INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE GOIÁS CÂMPUS GOIÂNIA DEPARTAMENTO DAS ÁREAS ACADÊMICAS III ÁREA DE CONSTRUÇÃO CIVIL RELATÓRIO DE ENSAIO JORDANA PORTILHO NEVES GOIÂNIA 2018 JORDANA PORTILHO NEVES RELATÓRIO DE ENSAIO 2 - UTILIZAÇÃO DE VERTEDORES PARA DETERMINAÇÃO DA VAZÃO Relatório complementar na área de Engenharia do Instituto Federal de Educação Ciência e Tecnologia de Goiás apresentado como parte dos requisitos necessários para obtenção de nota para disciplina de Hidráulica I. Área de Concentração: Engenharia Civil Orientador: Prof. Dálcio GOIÂNIA 2018 3 1 MATERIAIS E MÉTODOS 1.1 Equipamentos e materiais utilizados Os materiais utilizados para o experimento foram: - Vertedor retangular; - Vertedor triangular; - Vertedor trapezoidal; - Água; - Módulo experimental de hidráulica. Figura 01: Módulo experimental de hidráulica Fonte: Autor 4 Figura 02: Vertedores a) triangular, b) retangular e c) trapezoidal a) b) c) Fonte: Autor Figura 03: Recipiente graduado para medição da vazão real Fonte: Autor 5 1.2 Procedimento do ensaio Nesse experimento tem-se como objetivo calcular a vazão nos vertedores triangular, trapezoidal e retangular medindo-se a altura da superfície da água à montante e comparar as vazões medidas com as vazões calculadas, empregando as fórmulas necessárias para cada caso. E obter o erro percentual entre elas. Primeiramente, mediu-se todas as dimensões dos três vertedores, conforme Figuras 05, 06 e 07 (medidas em centímetros). Figura 05: Dimensões do vertedor triangular Fonte: Autor Figura 06: Dimensões do vertedor trapezoidal Fonte: Autor 6 Figura 07: Dimensões do vertedor retangular Fonte: Autor Mediu-se, para todos os casos, a altura da superfície da água à montante para comparar com as vazões medidas e calculadas. A altura da água é obtida com o emprego da Equação 1. wleituraH )(3,30 (1) As vazões teóricas, são calculadas através das Equações abaixo: t Vol Q Vazão no recipiente (2) )](^).[(.2. 15 8 )](^.[2... 3 2 2 5 22 3 HtggCdHgLCdQ Vazão no vertedor trapezoidal (3) )](^).[(.2.. 15 8 2 5 2 HtggCdQ Vazão no vertedor triangular (4) )](^).[..1,0.(838,1 23HHnLQ Vazão no vertedor retangular (5) Em todas as equações foi adotado o valor da gravidade igual a 10 m/s². Para achar o valor da vazão real, o sistema deve estar em funcionamento com o motor-bomba, medindo-se o tempo em que o recipiente enche num determinado volume marcado. 7 2 RESULTADOS E DISCUSSÃO Os valores obtidos com as medições para todos os vertedores, utilizando as fórmulas supracitadas, foram os seguintes: Tabela 01: Regimes de escoamento observados e calculados Tabela 02: Vazões medida e calculada de várias procedimentos Os valores são confrontados através do gráfico da Figura 01. Figura 01: Vazões medida e calculada Vertedor h (cm) T1 (s) T2 (s) T3 (s) Tm (s) retangular 4,75 19,69 19,8 19,53 19,67 trapezoidal 6,32 19,77 20,13 19,92 19,94 Triangular 10,42 20,01 20,19 20,12 20,11 Q medida (l/s) Q calculada (l/s) Q cipolletti Q thompson Q (σ=90°) 0,671 0,485 - - - 0,662 0,506 0,355 - - 0,656 0,504 - 4,907 5,175 0,671 0,662 0,656 0,485 0,506 0,504 0,000 0,100 0,200 0,300 0,400 0,500 0,600 0,700 0,800 0 2 4 6 8 10 12 Q medida Q calculada 8 3 CONCLUSÃO A funcionalidade de um vertedor é medir ou controlar o escoamento de uma vazão por um canal ou por uma barragem. Nas barragens, os vertedores permitem o escoamento do excesso de água, de forma a mantê-las seguras de enchentes, garantindo a integridade de sua estrutura. Observando os resultados e comparando as vazões calculadas com as medidas, nota-se que os valores da teoria obteve uma alteração em relação ao que foi observado na prática, isso pode ocorrer por algum erro de medida, tanto com o paquímetro, quanto com o cronômetro, que influi diretamente nos valores da vazão.