Apresentação vertedores

vertedores

1. VERTEDORES
INSTRUMENTOS PARA MEDIÇÃO DE
VAZÃO EM CURSOS D’ÁGUA
NATURAIS E EM CANAIS
CONSTRUÍDOS

2. VERTEDORES
VERTEDORESou VERTEDOUROS
São instrumentos hidráulicos
utilizados para medir vazão em
cursos d’água naturais e em
canais construídos.

3. VERTEDORES -NOMENCLATURA Crista ou Soleira: superfície
por onde a água extravasa
Face: Presente nos vertedores
com contrações laterais
Régua para
medição da
carga hidráulica

4. VERTEDORES -DEFINIÇÃO
Os vertedores podem ser definidos
como paredes, diques ou aberturas
sobre as quais um líquido escoa. O
termo aplica-se também aos
extravasoresde represas.
Os VERTEDORES devem ser
construídos com forma geométrica
definidae seu estudo é feito
considerando-os como orifícios sem a
parte superior.

5. VERTEDORES -EXEMPLO
Exemplo de vertedor em chapa metálica, usado em
instalações para tratamento de água.
Fonte: www.jinox.com.br/vertedouros9.asp

6. VERTEDORES -CLASSIFICAÇÃO
Muitos fatores podem servir de
base para a classificação dos
vertedores. Exemplos:
Quanto àforma:
‡
Simples (retangulares, trapezoidais,
triangulares);
‡
Compostos (seções combinadas –
duas ou mais formas geométricas).

7. À esquerda na figura, vê-
se um vertedor de forma
simples (retangular)
utilizado para medir
grandes vazões.
À direita há um vertedor
de seção composta
(retangular na parte
superior e triangular em
baixo). A forma
triangular é apropriada
para medir vazões
pequenas com precisão.
CLASSIFICAÇÃO DOS VERTEDORES:
FORMA

8. Quanto ao tipo da soleira ou crista: ‡
Soleira delgada (chapa metálica ou
madeira chanfrada);
‡
Soleira espessa (alvenaria de pedras
ou tijolos e concreto)
CLASSIFICAÇÃO DOS VERTEDORES:
TIPO DA SOLEIRA

9. CLASSIFICAÇÃO DOS VERTEDORES:
SOLEIRA DELGADA
Soleira chanfrada para que a
lâmina vertente a toque num só
ponto.
Lâmina vertente
(também denominada veia líquida)
Fundo do canal

10. CLASSIFICAÇÃO DOS VERTEDORES:
SOLEIRA DELGADA
Vertedor triangular de soleira delgada

11. CLASSIFICAÇÃO DOS VERTEDORES:
SOLEIRA ESPESSA
Condição: e > 0,66 H
e
H
Soleira

12. Quanto àlargura relativa da
soleira:
‡
Vertedores sem contrações laterais;
‡
Vertedores com uma contração
lateral;
‡
vertedores com duas contrações
laterais.
CLASSIFICAÇÃO DOS VERTEDORES:
LARGURA RELATIVA

13. CLASSIFICAÇÃO DOS VERTEDORES:
LARGURA RELATIVA
Vertedor retangular
com duas contrações
laterais
Vertedor sem
contrações laterais

14. CÁLCULO DA VAZÃO ATRAVÉS DE
VERTEDORES
Para orifícios de grandes dimensões, foi
deduzida a seguinte equação:
Fazendo-se h1=0e h2=H, a equação fica:
(
)
2/3 2/3
1 2..2...
3
2
h hg L Cd Q− =
2/3
..2...
3
2
Hg L Cd Q=

15. CÁLCULO DA VAZÃO ATRAVÉS DE
VERTEDORES
Q = K.L.H
3/2
, onde
Para o valor médio de Cd = 0,62, temos:
K = 2/3 x 0,62 x 4,43 = 1,83
Q = 1,83.L.H
3/2
(Fórmula de Francis para vertedores sem
contrações laterais)
Sendo Qdada em m
3
/se Le Hem metros.
g Cd K.2..
3
2
=

16. INFLUÊNCIA DAS CONTRAÇÕES
LATERAIS
As contrações ocorrem nos vertedores
cuja largura é menor que a largura do canal
onde estão instalados.

17. INFLUÊNCIA DAS CONTRAÇÕES
LATERAIS
Quando for necessário construir um
vertedor com contrações laterais, deve-se
fazer uma correção no valor de Lda
fórmula de Francis, que passa a ser
denominado L’.

18. A presença das contrações faz com
que a largura realLatue como se estivesse
reduzida a um comprimento menor L’.
‡
Para uma contração apenas, L’ = L –
0,1.H
‡
Para duas contrações, L’ = L – 0,2.H
Para o caso mais comum de duas
contrações laterais, a fórmula fica:
INFLUÊNCIA DAS CONTRAÇÕES
LATERAIS
(
)
2/3
..2,0 . 838,1HH L Q− =

19. VERTEDOR CIPOLLETTI
Para compensar a redução de vazão
produzida pelas contrações laterais,
Cipolletti propôs um modelo de vertedor de
forma trapezoidal com a seguinte forma:
L
Q2
Q1 Q1
A soleira Lcontinua com a
mesma dimensão, mas as
vazões Q1de ambos os
lados compensam a
redução de vazão.
Q = Q2 + 2 Q1

20. VERTEDOR CIPOLLETTI

21. VERTEDOR CIPOLLETTI
A inclinação das faces
deve ser 1:4 (1 na horizontal
para 4 na vertical), pois deste
modo a vazão através das
partes triangulares
acrescentadas compensa o
decréscimo de vazão
provocado pelas contrações
laterais.
Para o vertedor
Cipolletti pode ser aplicada a
fórmula de Francis sem a
correção para o comprimento
da soleira.
4
1
Q = 1,83.L.H
3/2

22. VERTEDOR CIPOLLETTI
Baseado-se em experiências feitas em 1915
para vertedores trapezoidais, Gourley Crimp
estabeleceram a seguinte fórmula empírica:
Fórmula empírica para vertedor trapezoidal.
L
Q2
Q1 Q1
h
(
)
1 69,1 32,1
47,1 02,1 47,2
h b tg h Q+ =
α

23. VERTEDOR CIPOLLETTI
A fim de compensar esse decréscimo de vazão,
Cipolletti imaginou adicionar ao retângulo uma área
triangular, de mesma carga h, cuja vazão é dada por,
()
3
2 15
28
25
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
=
α
tg hC
g
Q
d
Cálculo do decréscimo de vazão em vertedor
retangular com duas contrações;
()
2 2
15
2
25
hg C Q
d
= Δ

24. VERTEDOR CIPOLLETTI
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
+ =
23
25
5 3
22
hb
h
C
g
Q
d
O vertedor de Cipolletti, no qual a soleira está em
parede delgada pode ser representado por,

25. VERTEDOR TRIANGULAR
Os vertedores triangulares são
recomendados para medir pequenas vazões,
pois 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°.
90
°
2/5
.4,1
H
Q
=

26. VERTEDOR TRIANGULAR

27. VERTEDOR TRIANGULAR
Vertedor triangular de 90
0
, de paredes delgadas

28. VERTEDOR TRIANGULAR

29. VERTEDORES DE SOLEIRA
ESPESSA
e
H
Soleira
2/3
..71,1
H
L Q
=

30. RECOMENDAÇÕES PARA CONSTRUÇÃO
DE UM VERTEDOR RETANGULAR
(Preferencialmente sem contração lateral)
A soleira deve ser delgada, reta, em nível
com o plano horizontal e normal à direção do
fluxo (convém utilizar uma placa de metal);
A distância da crista ao fundo e aos lados
do canal deve ser igual a 3H (no mínimo 20
cm);
Deve haver livre admissão de ar debaixo
da lâmina de água (veia livre);
A carga hidráulica H deve ser maior que
5 cm e menor que 60 cm;

31. RECOMENDAÇÕES PARA CONSTRUÇÃO
DE UM VERTEDOR RETANGULAR
O comprimento da soleira deve ser
no mínimo igual a 3H (no mínimo 20 a 30 cm);
A montante do vertedor deve haver
um trecho retilíneo para regularizar o
movimento da água, de preferência com o
fundo em nível.
Observações:
- A régua pode ser colocada num poço lateral
ao canal para fugir da influência de ondas;
-O nível da água a jusante não deve estar
próximo da soleira do vertedor (p’ < p).

32. VERTEDOR ATUANDO COMO CAIXA DE
NÍVEL EM REPRESA
http://www.lagos-plantas-hidro.com/curias_fotos.html