Vertedores: Definição, Classificação e Dimensionamento

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VERTEDORES 
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Graduandos: Gabriel Apolinário Ribeiro Araújo 
Guilherme Tristão Rézio 
Jordana Portilho Neves 
Matheus Cavalcante Borges 
Samuel Belém Ribeiro 
 
Orientação: Raquel Hellu Macedo 
 
 
 
 
 
 
 
09/11/2019 
Goiânia-GO 
INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE GOIÁS 
CAMPUS GOIÂNIA - DEPARTAMENTO DE ÁREAS ACADÊMICAS III 
CURSO SUPERIOR DE BACHARELADO EM ENGENHARIA CIVIL 
Roteiro da Apresentação 
 Introdução /Características/Definição 
 Classificação 
 Dimensionamento hidráulico 
 Exemplo de dimensionamento 
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Introdução 
Definição 
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Figura 1 – Modelo de um vertedor 
• Vertedor = obstrução. 
 
• Vertedor = orifícios incompletos -perímetro 
aberto. 
 
• Os vertedores podem ser definidos como 
paredes, diques ou aberturas sobre as 
quais um líquido escoa (Batista, 2010). 
 
• Localizam-se na parte superior de 
reservatórios, canais, etc. 
 
Introdução 
Definição 
4 Fonte: Adaptado de Chadwick e Morfett, 1991. 
Figura 2 – Esquema básico de um vertedor 
• Função - efetuar descarga das águas 
excedentes dos reservatórios. 
 
• Função - utilizados como Instrumentos 
hidráulicos para medir vazão em cursos 
d’água naturais e em canais construídos. 
 
• Varia tipo e a localização significativamente, 
conforme as condições geotécnicas e 
topográficas locais e o arranjo geral da obra. 
 
• Os vertedores devem ser construídos com 
forma geométrica definida 
Nomenclatura 
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Crista ou Soleira: superfície por onde a água extravasa 
Face: Presente nos vertedores com contrações 
laterais 
Régua para medição da carga hidráulica 
Constituem-se de: Uma tomada d’água associada a uma soleira/água coletada dirige-se a uma 
estrutura de descarga/ à jusante desta implanta-se um dissipador de energia. 
Figura 3 – Nomenclatura para vertedores 
Classificação dos Vertedores 
• Quanto aos materiais constituintes, os vertedores são usualmente executados 
em concreto. 
 
 
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ETA Mauro Borges 
Classificação dos Vertedores 
• Há também os vertedores em gabião. 
 
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Classificação dos Vertedores 
• Há também os vertedores em madeira. 
 
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Classificação dos Vertedores 
• Há também os vertedores em aço. 
 
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Classificação dos Vertedores 
• Quanto às condições de operação, os vertedores podem ser classificados em 
vertedores de serviço (destinado a descarregar as vazões mais frequentes). 
 
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Classificação dos Vertedores 
• Ou em vertedores de emergência (destinado a descarregar apenas as grandes 
cheias). 
 
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CONDIÇÕES DE FUNCIONAMENTO HIDRÁULICO 
 
• Dispositivos de Controle de Vazão 
 
 
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• Vertedor com Comporta 
 
 
 
CONDIÇÕES DE FUNCIONAMENTO HIDRÁULICO 
 
• Dispositivos de Controle de Vazão 
 
 
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• Vertedor Simples 
 
 
 
Dimensionamento hidráulico de vertedores simples 
• A expressão básica geral para dimensionamento hidráulico dos vertedores 
simples corresponde à equação: 
 
 𝑸 = 𝑪 ∙ 𝑳𝒆 ∙ 𝟐 ∙ 𝒈 ∙ 𝑯
𝟑/𝟐 
 ou 
 𝑸 = 𝑪𝒅 ∙ 𝑳𝒆 ∙ 𝑯
𝟑/𝟐 
 
• Largura efetiva (largura útil total do vertedor subtraída da eventual contração 
lateral do jato d’água em função da presença de pilares: 
 
𝑳𝒆 = 𝑳 ∙ 𝟐𝒏𝑲𝑯 
 
 
 
 
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Onde, 
𝑄: vazão, em m³/s; 
𝐿𝑒: largura efetiva, em m; 
𝐶𝑑: coeficiente de descarga; 
𝐻: altura de carga, em m. 
 
Onde, 
𝐿: largura útil, em m; 
𝑛: número de pilares; 
𝐾: coeficiente de contração; 
 
Dimensionamento hidráulico de vertedores simples 
• Coeficiente de contração (função das características hidrodinâmicas dos pilares): 
 
 
 
 
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Figura 4 – Coeficientes de contração. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fonte: Adaptado de Sinniger e Hager, 1989. 
 
 
 
Dimensionamento hidráulico de vertedores simples 
• O coeficiente de descarga varia significativamente segundo o tipo da obra, ou seja, com a 
forma da soleira, altura de fundo, a inclinação do paramento a montante, do nível d’água e 
da velocidade d’água a jusante etc. Os diagramas apresentados a seguir permitem a sua 
determinação. 
Figura 5 – Diagramas para determinação dos coeficientes de descarga. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fonte: Schereiber, 1978. 
• A velocidade de escoamento na saída do vertedor pode ser estimada pela seguinte 
expressão, desprezando-se a perda de carga na estrutura: 
𝑼𝑷 ≅ 𝟐𝒈(𝑷𝒋 +𝑯/𝟐) 
 
 
 
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Onde 𝑃𝑗 corresponde ao desnível 
entre a crista e o pé do vertedor. 
Dimensionamento hidráulico de vertedores simples 
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Exemplo 14.1 
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• Determinação do Cd: Diagrama 1 2,19 
10/1,5 = 6,67 
Dimensionamento hidráulico de vertedores simples 
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• Determinação do Cd: Diagrama 2 
1,00 
He/ H = 1,0 
Cd= 2,19*1,0= 2,19 
Dimensionamento hidráulico de vertedores simples 
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• Determinação do Cd: Diagrama 3 
0,99 
Parâmetro de 
montante 1:1 
Cd= 2,19*0,99= 2,17 
Dimensionamento hidráulico de vertedores simples 
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• Determinação dos vãos: 
Vão máximo de 6m => Mínimo de 4 vãos, ou seja 3 pilares 
Dimensionamento hidráulico de vertedores simples 
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• Determinação da largura total: 
Largura mínima total => 20,20m + 3*0,3m= 21,10m 
K= 0,015 Pilares arredondados e hidrodinâmicos 
- 4 vãos 5,05m 
- 3 pilares 0,3m 
- Largura total 21,10m 
Dimensionamento hidráulico de vertedores simples 
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• Altura do NA no pé do vertedor: 
Profundidade no pé do vertedor = 0,26 
Dimensionamento hidráulico de vertedores simples 
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• Condição hidráulica ideal de funcionamento: 
K= 0,5 e m= 1,872 
Ideal: Parede delgada 
Dificuldade de execução -> construído com crista arredondada 
Dimensionamento hidráulico de vertedores simples 
OBRIGADO! 
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