Hidrometria - vertedores

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VERTEDORESVERTEDORES
INSTRUMENTOS PARA MEDIÇÃO DE 
VAZÃO EM CURSOS D’ÁGUA VAZÃO EM CURSOS D ÁGUA 
NATURAIS E EM CANAIS 
CONSTRUÍDOS
VERTEDORESVERTEDORES
VERTEDORES ou VERTEDOUROS
São instrumentos hidráulicosSão instrumentos hidráulicos
utilizados para medir vazão em
d’á t icursos d’água naturais e em
canais construídos.
VERTEDORES - NOMENCLATURAVERTEDORES NOMENCLATURA
Régua paraRégua para 
medição da 
carga hidráulica
Crista ou Soleira: superfície Face: Presente nos vertedores com contrações lateraispor onde a água extravasa com contrações laterais
VERTEDORES DEFINIÇÃOVERTEDORES - DEFINIÇÃO
Os VERTEDORES devem serOs VERTEDORES devem ser
construídos com forma geométrica
definida e seu estudo é feitodefinida e seu estudo é feito
considerando-os como orifícios sem a
parte superior.parte superior.
VERTEDORES DEFINIÇÃO
O t d
VERTEDORES - DEFINIÇÃO
Os vertedores
podem ser
definidos comodefinidos como
paredes, diques
ou aberturasou aberturas
sobre as quais um
líquido escoa. Oq
termo aplica-se
também aos
dextravasores de
represas.
VERTEDORES - EXEMPLOVERTEDORES EXEMPLO
Exemplo de vertedor em chapa metálica, usado em
instalações para tratamento de águainstalações para tratamento de água.
Fonte: www.jinox.com.br/vertedouros9.asp
VERTEDORES - CLASSIFICAÇÃOVERTEDORES CLASSIFICAÇÃO
Muitos fatores podem servir de
base para a classificação dos
vertedores. Exemplos:
Quanto à forma:
pSimples (retangulares trapezoidaispSimples (retangulares, trapezoidais,
triangulares);
C t ( õ bi dpCompostos (seções combinadas –
duas ou mais formas geométricas).
CLASSIFICAÇÃO DOS VERTEDORES: 
FORMA
À esquerda na figura, vê-
se um vertedor de forma
i l ( t l )simples (retangular)
utilizado para medir
grandes vazões.
À direita há um vertedor
de seção composta
(retangular na parte(retangular na parte
superior e triangular em
baixo). A forma
t i l é i dtriangular é apropriada
para medir vazões
pequenas com precisão.
CLASSIFICAÇÃO DOS VERTEDORES: 
TIPO DA SOLEIRA
Quanto ao tipo da soleira ou crista:
p Soleira delgada (chapa metálica ou g ( p
madeira chanfrada);
p Soleira espessa (alvenaria de pedras p Soleira espessa (alvenaria de pedras 
ou tijolos e concreto)
CLASSIFICAÇÃO DOS VERTEDORES: 
SOLEIRA DELGADA
Lâmina vertente
(também denominada veia líquida)
Bolsa de arBolsa de ar
Fundo do canal
Soleira chanfrada para que a p q
lâmina vertente a toque num só 
ponto.
CLASSIFICAÇÃO DOS VERTEDORES: 
SOLEIRA DELGADA
Vertedor triangular de soleira delgadaVertedor triangular de soleira delgada
CLASSIFICAÇÃO DOS VERTEDORES: 
SOLEIRA ESPESSA
H
Soleira
e
Soleira
e
Condição: e > 0,66 H
CLASSIFICAÇÃO DOS VERTEDORES: 
LARGURA RELATIVA
Quanto à largura relativa da 
soleira:soleira:
p Vertedores sem contrações laterais;p Vertedores sem contrações laterais;
p Vertedores com uma contração 
lateral;lateral;
p vertedores com duas contrações 
lateraislaterais.
CLASSIFICAÇÃO DOS VERTEDORES: 
LARGURA RELATIVA
Vertedor retangular 
com duas contrações 
laterais
Vertedor sem 
contrações laterais
laterais
CLASSIFICAÇÃO DOS VERTEDORES: 
ALTURA RELATIVA DA SOLEIRA
•Vertedores Livres (p > p’);
•Vertedores afogados (p < p’)
D ≥ 5 H
•Vertedores afogados (p < p ).
h
D ≥ 5.H
H
h
VERTEDOR LIVRE
p
p’p
CÁLCULO DA VAZÃO ATRAVÉS DE 
VERTEDORES
P ifí i d d di õ f i Para orifícios de grandes dimensões, foi 
deduzida a seguinte equação:
( )2/32/3 12..2...
3
2 hhgLCdQ −=
Fazendo-se h1=0 e h2=H, a equação fica:
3
, q ç
2/32 d 2/3..2...
3
2 HgLCdQ =
CÁLCULO DA VAZÃO ATRAVÉS DE 
VERTEDORES
Q = K.L.H3/2 , onde gCdK .2..
3
2
=
Para o valor médio de Cd = 0,62, temos:
3
K = 2/3 x 0,62 x 4,43 = 1,83
Q = 1,83.L.H3/2
(Fórmula de Francis para vertedores sem ( p
contrações laterais)
Sendo Q dada em m3/s e L e H em metros.
INFLUÊNCIA DAS CONTRAÇÕES Ç
LATERAIS
As contrações ocorrem nos vertedores
cuja largura é menor que a largura do canal
ãonde estão instalados.
INFLUÊNCIA DAS CONTRAÇÕES Ç
LATERAIS
Q d f á i t iQuando for necessário construir um
vertedor com contrações laterais, deve-se
fazer uma correção no valor de L dafazer uma correção no valor de L da
fórmula de Francis, que passa a ser
denominado L’denominado L .
INFLUÊNCIA DAS CONTRAÇÕES 
õ
Ç
LATERAIS
A presença das contrações faz com
que a largura real L atue como se estivesse
d id i t L’reduzida a um comprimento menor L’.
p Para uma contração apenas, L’ = L –
0 1 H0,1.H
p Para duas contrações, L’ = L – 0,2.H
Para o caso mais comum de duas
contrações laterais, a fórmula fica:
( ) 2/3..2,0.838,1 HHLQ −= ( )..,0.838,Q
VERTEDOR CIPOLLETTIVERTEDOR CIPOLLETTI
Para compensar a redução de vazão
produzida pelas contrações laterais,
ôCipolletti propôs um modelo de vertedor de
forma trapezoidal com a seguinte forma:
Q1Q1
A soleira L continua com a Q2 A soleira L continua com a 
mesma dimensão, mas as 
vazões Q1 de ambos os 
l d 
L
lados compensam a 
redução de vazão.
Q = Q2 + 2 Q1L Q = Q2 + 2 Q1
VERTEDOR CIPOLLETTIVERTEDOR CIPOLLETTI
VERTEDOR CIPOLLETTIVERTEDOR CIPOLLETTI
A inclinação das faces
deve ser 1:4 (1 na horizontal
para 4 na vertical), pois deste
1
para 4 na vertical), pois deste
modo a vazão através das
partes triangulares
t d
4
acrescentadas compensa o
decréscimo de vazão
provocado pelas contraçõesp p ç
laterais.
Para o vertedor
Ci ll tti d li dCipolletti pode ser aplicada a
fórmula de Francis sem a
correção para o comprimento
Q = 1,83.L.H3/2
ç p p
da soleira.
VERTEDOR TRIANGULARVERTEDOR TRIANGULAR
Os vertedores triangulares são
recomendados para medir pequenas vazões,
ãpois permitem maior precisão na leitura da
altura H do que os de soleira plana.
São usualmente construídos a partir de
chapas metálicas, com ângulo de 90°.p g
90°
2/5 2/5.4,1 HQ =
VERTEDOR TRIANGULARVERTEDOR TRIANGULAR
3H
VERTEDOR TRIANGULARVERTEDOR TRIANGULAR
Vertedor triangular de 900, de paredes delgadas
VERTEDOR TRIANGULARVERTEDOR TRIANGULAR
VERTEDORES DE SOLEIRA 
ESPESSA
H
Soleira
e
Soleira
e
2/3711 HLQ 2/3..71,1 HLQ =
RECOMENDAÇÕES PARA CONSTRUÇÃO Ç Ç
DE UM VERTEDOR RETANGULAR
ã(Preferencialmente sem contração lateral)
p A soleira deve ser delgada, reta, em nível com o
plano horizontal e normal à direção do fluxoplano horizontal e normal à direção do fluxo
(convém utilizar uma placa de metal);
p A distância da crista ao fundo e aos lados dod stâ c a da c sta ao u do e aos ados do
canal deve ser igual a 3H (no mínimo 20 cm);
p Deve haver livre admissão de ar debaixo da
â álâmina de água (veia livre);
p A carga hidráulica H deve ser maior que 5 cm e
menor que 60 cm;menor que 60 cm;
5 cm> H < 60 cm
RECOMENDAÇÕES PARA CONSTRUÇÃO Ç Ç
DE UM VERTEDOR RETANGULAR
Aspecto de veia livre saltando sobre a soleira. Deve 
haver ar entre a lâmina líquida e a parede do vertedor.q p
RECOMENDAÇÕES PARA CONSTRUÇÃO Ç Ç
DE UM VERTEDOR RETANGULAR
O i t d l i dp O comprimento da soleira deve ser no
mínimo igual a 3H (no mínimo 20 a 30 cm);
p A montante do vertedor deve haver um
trecho retilíneo para regularizar o movimentop g
da água, de preferência com o fundo em nível.
Ob õObservações:
- A régua pode ser colocada num poço lateral
ao canal para fugir da influência de ondas;ao canal para fugir da influência de ondas;
- O nível da água a jusante não deve estar
próximo da soleira do vertedor (p’ < p).p (p p)
VERTEDOR ATUANDO COMO CAIXA DE 
NÍVEL EM REPRESA
http://www.lagos-plantas-hidro.com/curias_fotos.html
Vertedor instalado em tubo de concreto
Fonte: www.agr.feis.unesp.br/vertedor1.jpg 
Fonte: www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0370-44672007000200002&lng=es&nrm=iso&tlng=es