ESTUDO EXPERIMENTAL DE UM VERTEDOR TRIANGULAR
Por: kamys17 • 4/5/2018 • 1.432 Palavras (6 Páginas) • 519 Visualizações
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Para diferenciação dos tipos de vertedores e suas principais características, os mesmo são divididos quanto: a forma, subdivididos em simples (retângulo ou triangular) e composta (retangular e triangular); a altura da soleira, subdivididos em livres ou completos (nível d’água a jusante inferior a crista) e incompletos ou afogados ( nível d’água a jusante acima da crista); a espessura da parede, subdivididos em vertedor de soleira delgada e vertedor de soleira espessa (e>0,66H); e a largura, subdivididos em vertedores contraídos ou com contração lateral (comprimento da soleira menor que a largura do canal) e vertedor sem contração lateral ( comprimento da soleira igual à largura do canal). A figura abaixo mostra dois tipos de forma de vertedor e a presença das soleiras e da face.
Os principais constituintes de um vertedor são: a soleira, parte superior da parede em que há contato com a lamina vertente; a carga sobre a soleira, que é a distância vertical entre o nível da soleira e o nível d’agua à montante; a altura do vertedor, que é a diferença de nível entre a soleira e o fundo do canal; a largura da soleira, dimensão da soleira que sofre escoamento e a face, presente nos vertedores com contração lateral.
No presente experimento foi utilizado um vertedor triangular, o qual é recomendado para medição de vazões abaixo de 30 l/s, com cargas entre 0,06 e 0,50 m. É um tipo de vertedor tão preciso quanto os retangulares para a faixa de 30 a 300 l/s. Abaixo exemplifica-se um modelo genérico de vertedor triangular.
[pic 1]
Figura 1 - Vertedor triangular de parede fina
Para um vertedor triangular a vazão real é obtida multiplicando-se a vazão teórica por um coeficiente de vazão, menor que a unidade. Para o encontrarmos essa vazão real, utilizou-se a equação fundamental da lei de vazão para vertedores triangulares de parede fina que é dada por:
[pic 2]
Onde é o coeficiente de descarga, dependente do ângulo de abertura do vertedor, sendo tabelado, conforme tabela abaixo:[pic 3]
Tabela 1 - Tabela de coeficientes de descarga
Ângulo θ
[pic 4]
15º
0,52-0,75
30º
0,59-0,72
45º
0,59-0,69
60º
0,50-0,54
90º
0,50-0,60
- EQUIPAMENTOS
- Regua limnimética;
- Cronometro;
- Módulo experimental para vertedores.
- METODOLOGIA
Inicialmente calibrou-se o limnigrafo, de forma que seu zero coincidisse com a altura da soleira do vertedouro triangular. Após a calibração, definiu-se uma vazão não conhecida abrindo o registro do módulo experimental. Aguardava-se a estabilização da vazão escolhida e, em seguida, fez-se a medida no nível de agua, num ponto a montante do vertedouro, de acordo com a literatura, a distância de 4 a 10 vezes a carga h.
Ainda com a mesma vazão estabelecida, mediu-se o tempo t (s) que era gasto para passar um volume de 0,0106 m³, para que, nos cálculos, possa ser feita a comparação do método experimental para vertedouro com a vazão real.
Repetiu-se esse procedimento para 6 coletas de dados distintas.
- DADOS COLETADOS
Foram obtidos, no experimento, os seguintes dados, na qual os tempos são os gastos para o reservatório armazenar um volume de 0,0106 m³.
Tabela 2 - Dados experimentais
Experimento
Altura h (mm)
tempo (s)
1
34 ± 0,5
83,14 ± 0,33
2
29,5 ± 0,5
111,53 ± 0,33
3
39,1 ± 0,5
66,58 ± 0,33
4
44 ± 0,5
50,85 ± 0,33
5
36 ± 0,5
82,57 ± 0,33
6
41 ± 0,5
60,14 ± 0,33
O vertedor é da forma triangular, com as seguintes dimensões, fornecidas pelo monitor, presente durante a experimentação:
[pic 5]
Figura 2 - Esquema do vertedor utilizado (em cm)
- RESULTADOS E DISCUSSÕES
Conforme Porto (2006), a vazão para um vertedor triangular é dada pela seguinte formula geral:
[pic 6]
Onde é o coeficiente de descarga, α o ângulo de abertura do vertedor e h é a carga medida experimentalmente.[pic 7]
Para o ângulo de 60º, o intervalo de valores para varia entre 0,50 e 0,54, convencionando utilizar a media, 0,52 e considerando também g como sendo 9,81 ±0.01. Desta forma foram obtidos os seguintes dados experimentais para a vazão:[pic 8]
Tabela 3 - Vazões experimentais em função da carga h
Experimento
Altura h (m)
Vazão (m³/s )
1
0,0340 ± 0,0005
0.000151
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