relatório - vertedor de parede delgada

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1. INTRODUÇÃO 
 
 
Um vertedor pode ser definido como uma barreira inserida 
perpendicularmente ao fluxo, que passa, com o intuito a verter através de uma 
abertura de forma geométrica definida na parte superior dessa barreira. A 
carga (h), mais conhecida como lâmina d’água é utilizada para fornecer o valor 
da vazão, sendo assim aplicada em fórmulas específicas (e.g.Custódio & 
Llamas, 1976; Porto,2001). 
 
 
 
 
Figura 1 – Nomenclatura de um vertedor. 
 
 
A construção de um bom vertedor depende principalmente de obedecer 
às medidas necessárias que são pré-dimensionadas e de uma boa sondagem 
para que se possa assim adotar os procedimentos para construção 
(AGSOLVE, 2008, [ONLINE]). 
O vertedor tem como finalidade principal deixar passar o excesso de 
água acumulada em um reservatório. Eles não permitem que as cotas fixadas 
em normas de segurança para barragens sejam ultrapassadas. Podem ser 
utilizados para medições de vazão. Eles podem ser classificados quanto à 
 
 
forma (simples ou compostos), pela espessura da soleira (delgada ou 
espessa), pela presença ou não 
 
de contrações laterais, pela altura relativa (livre, quando a cota à montante é 
maior que a de jusante, e afogado, quando o oposto) etc (UNICAMP). 
 
 
 
2. OBJETIVO 
 
 
Esse relatório tem como objetivo de verificar a curva característica da 
lâmina líquida vertente a um vertedor, que possui seção retangular com 
paredes delgadas e sem contração lateral, em função da vazão descarregada. 
E por fim determinar o coeficiente de vazão que representa os limites máximos 
da lâmina sobre a soleira do vertedor. 
 
 
3. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA E METODOLOGIA 
 
 
Vertedores são considerados aberturas ou entalhes por onde o líquido 
escoa. São considerados como grandes orifícios sem o bordo superior. 
 
 
Vertedores devem ser projetados de modo a possibilitar capacidade 
suficiente, sem que as cotas permitidas sejam excedidas e sem por em risco a 
estrutura própria e as demais que os integram (UNICAMP). 
 
 
Eles podem ser de diferentes tipos: 
 
 Construídos no corpo das barragens de concreto: conduzem à 
vazão em queda livre ou em perfis apropriados; 
 Posicionados em uma das margens do reservatório; 
 Posicionados no lago, internamente (conduzem água de uma cota 
superior a outra inferior, no formato tulipa ou vórtice, por exemplo). 
Além disso, podem ser classificados quanto à forma (simples ou 
compostos), pela espessura da soleira (delgada ou espessa), pela presença ou 
não de contrações laterais, pela altura relativa (livre, quando a cota à montante 
é maior que a de jusante, e afogado, quando o oposto) etc. Para vertedores 
delgados, utilizamos a fórmula de Francis: 
Onde: 
 
 Q= vazão (m³/s); 
 L= comprimento (m); 
 H= altura do vertedouro (m); 
 
Q = 1,838.L.h ³/² 
 
 
Quando for necessário construir um vertedor com contrações laterais, 
deve-se fazer uma correção no valor de L da fórmula de Francis, passando 
assim a denomina-la L’. 
Qvcc= 1,838 . L’.h³/² 
 
 
É necessário adotar L’ como sendo uma largura fictícia na qual se 
apresenta a coração da largura da fórmula, essa largura real da soleira é 
considerada efeito de contração da veia de escoamento do fluido, sendo assim: 
L’= L – 0,2H 
 
 
4. RESULTADOS E DISCUSSÕES 
 
 
Segue abaixo a tabela dos dados coletados em laboratório: 
 
MEDIDAS NA (m) H (m) P/H Cd Q (m/s³) 
1 0,132 0,033 2,727 0,626 0,0013 
2 0,155 0,058 1,551 0,639 0,0030 
3 0,122 0,024 3,750 0,622 0,0008 
4 0,140 0,050 1,800 0,635 0,0024 
5 0,137 0,048 1,875 0,670 0,0022 
Tabela 1: Dados: g= 9,8 m/s² ; P= 0,09 m ; L= 0,115 m. 
 
 
Houve uma transformação de variáveis, pois a tabela apresentava o valor 
em metros, porém os dados em laboratório foram coletados em centímetros. 
Os cálculos da tabela estão demonstrados logo abaixo. 
 
4.1 Memorial de cálculos 
4.1.1 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 4.1.2 Cálculo do Cd 
 
H(1)= 0,033 m 
Cd= 0,615 x * (
 
 
) + 
H(2)= 0,058 m 
Cd= 0,615 x * (
 
 
) + 
 
H(3)= 0,024 m 
Cd= 0,615 x * (
 
 
) + 
H(4)= 0,050 m 
Cd=0,615 x * (
 
 
) + 
 
H(5)= 0,048 m 
Cd= 0,615 x * (
 
 
) + 
 
 
4.1.3 Cálculo do coeficiente A e da Vazão 
 
 
 
 
 A= 
 
 
 √ 
 
B= 
 
 
 Y= a. (m³/s) 
 
 
 
 
 
 
 A(1) 
 
Dados: Cd(1) = 0,626 m e H(1)= 0,033 m 
 
 
 
 
 
 √ 
 
A= 0,212 
 
Y(1)= 0,212. 
 
 
 
Y=0,0013 m³/s 
 
 
A(2) 
 
Dados: Cd(2) = 0,639 m e H(2)= 0,058 m 
 
 
A=
 
 
 √ 
 
A=0,216 
 
Y(2)=0,216. 
 
 
 
Y= 0,0030 m³/s 
 
 
A(3) 
 
Dados: Cd(3)= 0,622 m e H(3)= 0,024 m 
 
 
A=
 
 
 √ 
 
A=0,211 
 
Y(3)=0,211. 
 
 
 
Y=0,0008 m³/s 
 
 
A(4) 
 
Dados: Cd(4)= 0,635m e H(4)= 0,050m 
 
 
A=
 
 
 √ 
 
A=0,215 
 
 
 
Y(4)=0,215. 
 
 
 
Y= 0,0024 m³/s 
 
A(5) 
 
Dados: Cd(5)= 0,670 m e H(5)= 0,048 m 
 
A=
 
 
 √ 
 
A=0,216 
 
Y=0,216. 
 
 
 
Y=0,0022 m³/s 
 
 
 
 
 
 
 
 
4.2 Gráfico de H(m) x Q(m³/s) 
 
 
 
 
0
0,0005
0,001
0,0015
0,002
0,0025
0,003
0,0035
0 0,02 0,04 0,06 0,08
H(m) x Q(m³/s) 
Q(m³/s)
Linear (Q(m³/s))
 
 
5. CONCLUSÃO 
 
Podemos concluir através dos cálculos obtidos em laboratório, que a 
compota dos vertedores não apresenta total isolamento, deixando assim vazar 
uma quantidade de água significativa. Esta vazão não considerada nos cálculos 
(pois foram coletadas manualmente e não pelo equipamento) acarreta uma 
grande perda na vazão obtida através dos resultados. A falta de precisão na 
coleta dos dados pode também interferir e colaborar no aumento dos erros 
durante a realização do experimento. 
 
 
6. BIBLIOGRAFIA 
 
 
[1] DANTAS, JÉSSICA; SILVA, DJAIR; Vertedores e sua relevância 
nas usinas hidrelétricas. Maceió, 2016. 
 
[2] COSTA, FERNANDA; BACELLAR, LUIS; SILVA, EDER; Vertedores 
portáteis em microbacias de drenagem. Ouro Preto, 2017. 
 
[3] UNIVERSADE FEDERAL RURAL DO RIO DE JANEIRO, Hidráulica 
e Hidrologia Aplicada. Rio de Janeiro, 2005. 
[5] COSTA, RAIMUNDO; Vertedores ou vertedouros. Ceará, 2014.