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Tema_3_2011

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o estudo em modelo reduzido da forma da 
tomada em planta e ângulo com leito do rio, para evitar 
formação de turbilhões e contrações que causem perda de 
carga, depósitos de areia e de lodo e erosões nas beiras e no 
fundo. 
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3. Órgãos adutores:Tomada D´água. 
ESTRUTURA DE CAPTAÇÃO
LOCALIZAÇÃO
A
A
B
B
C
C
D
D D
A - Locais recomendáveis.
B - Locais inconvenientes, pois o material
 transportado pela corrente deposita-se na
 parte convexa, obstruindo a frente da
 tomada d'água.
C - Locais inconvenientes, pois durante a
 época de águas altas a região recebe o
 impacto de materiais, que podem afetar as
 estruturas da tomada d'água.
D - Áreas sujeitas à deposição de materiais
 transportados pela corrente.
fluxo
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3. Órgãos adutores: Tomada D´água. 
 Tipos : 
 Quanto à profundidade: 
 - Pequena: sujeitas a fluxo de corpos flutuantes 
perto superfície; grades devem ser limpas 
freqüentemente; 
 - Grande: pressão da água é maior – comportas 
devem ser mais pesadas; geralmente não existe perigo de 
entupimento das grades (dispositivos de limpeza podem 
ser mais simples); 
 
 Quanto à localização: 
 - incorporada à barragem; 
 - em estrutura independente (torre de tomada); 
 - de ombreira. 
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3. Órgãos adutores: Tomada D´água. 
 
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33 www.braspower.com.br/legacy/fozdoareia.htm 
localizada no fundo do rio 
 
3. Órgãos adutores: Tomada D´água. 
 
UFRJ 
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 Equipamentos das tomadas d´água: 
 Grades: barrar a entrada de materiais que possam danificar as 
turbinas; 
- são geralmente construídas de barras chatas de aço; 
- Têm inclinação com a horizontal de até 75°; 
- Distância livre entre as barras depende do tipo e das 
dimensões físicas das turbinas e, conseqüentemente, das 
passagens livres entre as pás do rotor; 
- Velocidades típicas nas grades: 1 a 1,5 m/s; 
 Comportas: servem de fechamento da entrada da água aos 
órgãos adutores e às turbinas, em caso de revisão ou conserto; 
 - mais usadas: planas, do tipo vagão e em aço soldado. 
 - são movimentadas por meio de guinchos mecânicos ou por 
servomotores acionados por óleo sob pressão. 
 
3. Órgãos adutores: Tomada D´água. 
 
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35 
 Stop-logs (comportas de emergência). 
 As ranhuras dos stop-logs são situadas a poucos metros 
a montante das comportas principais; 
 Finalidade: possibilitar revisão e eventuais consertos nas 
comportas com o reservatório cheio; 
 Compostos de um certo número de elementos horizontais 
separados para diminuir o peso unitário e 
conseqüentemente o tamanho e a capacidade do 
guindaste pórtico da manobra. 
3. Órgãos adutores: Tomada D´água. 
 
http://www.itaipu.gov.br/ 
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 Dimensionamento: Para a vazão de projeto e uma velocidade 
entre 1 e 1,5 m/s, são calculadas a s perdas de carga: 
 Inicial - Devido à aceleração da água; 
 Nas grades; 
 Nas ranhuras dos stop-logs; 
 Exemplo: final da aula. 
3. Órgãos adutores: Tomada D´água. 
 
http://www.machadinho.com.br/index_situa.htm 
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4. Órgãos Adutores. 
Chamamos órgãos adutores, ou adutoras, todas as 
construções que ligam a tomada d´água às turbinas. Essa 
ligação pode ser feita por: 
 Canais ou túneis com lâmina d´água livre; 
 tubulações; 
 Túneis sob pressão. 
A escolha do tipo vai depender de condições topográficas e 
do tipo de usina. 
As tubulações adutoras são usadas onde canais abertos não 
são aplicáveis, por exemplo: 
 Em usinas com oscilação grande do NA no 
reservatório; 
 Devido a condições topográficas e geológicas. 
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4. Órgãos Adutores. 
Canais de adução - dimensionamento 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
A escolha da seção típica mais adequada para o canal 
vai depender das condições topográficas e geológico-
geotécnicas da ombreira em cada local onde o canal 
será implantado. 
Poderão ser adotados canais trapezoidais, em solo, ou 
retangulares, em rocha, com ou sem revestimento. 
Definir a inclinação dos taludes, com base nas 
características geotécnicas do material do terreno, que 
garanta a estabilidade do canal. 
 
 
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4. Órgãos Adutores. 
Canais de adução - dimensionamento 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fixar, inicialmente, a lâmina d’água máxima h no 
canal igual a 1,0 m. 
- Subtraindo-se da elevação do NA mínimo do 
reservatório determina-se a cota do fundo do 
canal. 
- Fixar a velocidade máxima admissível no canal, 
para escoamento com o tirante de 1,0 m, a partir, 
também, das características geotécnicas do 
material do terreno; essa velocidade deve ser 
compatível com a velocidade do escoamento a 
jusante da tomada d’água. 
 
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4. Órgãos Adutores. 
Canais de adução - dimensionamento 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Estimar a largura necessária do canal (b), a partir da 
vazão de projeto, da velocidade máxima admissível e da 
lâmina d’água fixada, com base na Equação da 
Continuidade, como apresentado a seguir. 
 
 
 
 
 
 
 
Para canais retangulares, m=0 
 
 
)( 2maxmaxmaxmaxmax mhbhVAVQ 
maxmax
2
maxmaxmax
hV
mhVQ
b


1
m
NA
h
b
m
1
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4. Órgãos Adutores. 
Canais de adução - dimensionamento 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Verificar a viabilidade da execução do canal com a 
largura necessária calculada, tendo em vista os 
equipamentos de escavação normalmente utilizados pelos 
empreiteiros. Caso a largura do canal seja excessiva, ou 
se as condições geológico-geotécnicas não forem 
favoráveis à execução do canal com tal largura, deve-se 
cogitar de solução alternativa como as descritas a 
seguir. 
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44 
4. Órgãos Adutores. 
Canais de adução - dimensionamento 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
- Verificar a possibilidade de aumentar o tirante d’água 
máximo fixado o que possibilitará diminuir a largura do 
canal. 
 
- Verificar a hipótese de usar uma largura menor. 
Nesse caso, como a velocidade será maior, deve-se 
revestir o canal com material compatível com a 
velocidade máxima esperada. 
 
 
. 
 
. 
 
. 
 
1
m
NA
h
b
m
1
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4. Órgãos Adutores. 
Canais de adução - dimensionamento 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
- 
. 
 
. 
 
. 
 
A capacidade de vazão do canal deverá ser verificada 
utilizando-se a fórmula de Manning, como descrito a 
seguir. 
 
 
 
 
Onde s = declividade do canal em (m/m) 
 Q vazão em m3 /s 
 R= raio hidráulico (m) 
 n = coeficiente de rugosidade do canal. 
A declividade do canal deve ser mínima e constante. 
Recomenda-se adotar um caimento de 0,4 m a cada 1.000 m 
de canal (declividade = 0,0004). 
 
 
. 
 
 
n
RAS
Q
3/22/1

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4. Órgãos Adutores. 
Canais de adução - dimensionamento 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
- 
. 
 
. 
 
. 
 
. 
 
 
COEFICIENTES DE RUGOSIDADE 
 
n
Natureza das Paredes 
 
Cimento liso 
 
0,010 
 
Argamassa de cimento 
 
0,011 
 
Pedras e tijolos rejuntados 
 
0,013 
 
Tijolos rugosos 
 
0,015 
 
Alvenaria ordinária 
 
0,017 
 
Canais com pedregulhos finos 
 
0,020 
 
Canais com pedras e vegetação 
 
0,030 
 
Canais em mau estado de conservação 
 
0,035 
 
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. 
 
. 
 
. 
 
 Equação de Bakhmeteff (noção de energia específica). 
 
Energia específica mínima corresponde a uma altura que 
chamamos altura crítica. 
Energia mínima = mínima energia necessária para o fluido escoar 
com a vazão Q. 
 
Para qualquer outro valor de energia maior do que esse, sempre 
haverá 1 par de valores: 1 corresponde à escoamento sub-crítico e 
outro a escoamento super-crítico. 
 
Importância da seção de controle: definida essa seção, é feito 
o cálculo do remanso da linha d´água e dimensionado o canal. 
 
 
4. Órgãos Adutores. 
 Canais - dimensionamento 
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. 
 
. 
 
. 
 
 Estimativa das perdas de carga = cte * energia cinética 
escoamento