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MEDIDAS DE VAZÃO EM CANAIS
HIDRÁULICA 1
MÉTODOS DE MEDIDAS DE VAZÃO CLÁSSICO
•Método Volumétrico
V
tV
]s[tempo]m[Volume]s/m[Q
33
t
MEDIDAS DE VAZÃO EM CANAIS1 - OBJETIVOS
•Conhecer alguns tipos de medidores de vazão utilizados em canais (rios).
•Aplicação no Laboratório de Microcentrais Hidrelétricas na Fazenda de Boa Esperança – Delfim Moreira-MG.
2 – MEDIDORES DE VAZÃO EM CANAIS
•Aplicação no Canal de Vidro do LHDC Prof. Richard Bran.
2.1 - Método do Flutuador Laranja, garrafa (3/4 de água, etc.)
A1
A2•Escolher um trecho reto do rio (x = 5 a 10m);•Determinar as seções A1 e A2 através de figuras geométricas e as larguras L1 e L2;
vs(veloc. na superfície)vméd(velocidade média)
Áreas parciais
msméd v.,v 80
I
II
V
5vvvvv
v sVsIVIIIsIIsIsms
221 AAA
A.vQ méd
•Determinar as velocidades nas superfícies (vs):
5sV
4sIV
3IIIs2IIs
1Is txv;
txv;
txv;
txv;
txv
x
2.2 - Molinetes
MOLINETES SÃO APARELHOS DOTADOS DE UMA HÉLICE E UM “CONTA-GIROS”, MEDINDO A VELOCIDADE DO FLUXO D´ÁGUA QUE PASSA POR ELE.
Hélice
Rosca
Bateria
ChaveEngrenagem Cigarra
PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTOO PRINCÍPIO MAIS USADO CONSISTE EM ABRIR E FECHAR UM CIRCUITO ELÉTRICO COM A ROTAÇÃO EM TORNO DE UM EIXO.CONTA-SE O NÚMERO DE VOLTAS DURANTE UM INTERVALO DE TEMPO FIXO, OBTÉM-SE A VELOCIDADE DE ROTAÇÃO DA HÉLICE , QUE SE RELACIONA COM A VELOCIDADE DO FLUXO ATRAVÉS DA FÓRMULA:
ONDE,V – VELOCIDADE DO FLUXO (m/s)n – VELOCIDADE DE ROTAÇÃO DA HÉLICE (rps)a, b – CONSTANTES DO APARELHO (obtidas em laboratório)
bn.av
TIPOS DE MOLINETES
Molinete de eixo horizontal
Molinete de eixo vertical
ØD
Hélice
V
Haste RetificadorSensor
n
Sensor
ConchasHaste
Retificador
n
ØD
MICROMOLINETE TIPO OTTEixo Horizontal
MICROMOLINETE TIPO PRICEEixo Vertical
V
CONTA-GIROS OU CONTADOR
- SINAL SONORO OU LUMINOSO, ACOMPANHADO DE UM CRONÔMETRO- DIGITOS MECÂNICOS- ELETRÔNICOS- CRONÔMETRO INTEGRADO
NO CASO DE SINAL SONORO, ACONSELHA-SE O USO DE FONES DE OUVIDOO CONTADOR DEVE SER USADO DE FORMA QUE DEIXE AS MÃO LIVRES
MEDIÇÃO SOBRE PONTES
MEDIÇÃO A VAU
Em cima de pinguela – Delfim Moreira - MG
Medição a Vau – Delfim Moreira - MG
y [ m ]
v [ m/s ]
y [ m ] y [ m ] y [ m ]
v [ m/s ] v [ m/s ] v [ m/s ]0
AI IIA AIII AIV
1
2
3
4
1
2
3
4
1
2
3
4
1
2
3
4Fundo
0 0 0
x0
y0A dx.dy.vdA.vQ
A [ m /s ]2
S= x
o o
yv.dy.dx
O
X [ m ]Largura do canal
AI
IIA IIIA
AIV
y0
2 dy.v]s/m[A
x0
y0
3 dx.dy.v]s/m[Q
1.100
1.800
2.300
2.800
3.200
V1 V2 V3 V4 V5V0
Exemplo
Cálculo de Vazão - Fazenda Vila D'água Prof. Y Vel QV Dist QT Medida Vertical (m) (m) (m/s) (m2/s) (m) (m3/s)
1 0 0 0 0 0 0 2 0 0,550 3 0,10 0,579 4 0,27 0,571 5 0,37 0,567 6
2 0,47
0,47 0,000
0,2545 1,1
7 0 0,599 8 0,10 0,630 9 0,30 0,580 10 0,40 0,516 11
3 0,5
0,50 0,000
0,2731 1,3
12 0 0,561 13 0,10 0,590 14 0,30 0,590 15 0,40 0,590 16
4 0,5
0,50 0,000
0,2806 2,3
17 0 0,542 18 0,10 0,570 19 0,27 0,570 20 0,37 0,570 21
5 0,47
0,47 0,000
0,2541 2,8
22 6 0 0 0 0 3,2
0,7358
Y[m]X[m]
•Planímetro;
•Gráficos
•Figuras geométricas
Áreas
Perfil da seção 1 Perfil da seção 2
Perfil da seção 3 Perfil da seção 4
v[m/s]
Y[m]
m2/s
X[m]
Área sob a curva = Vazão [m3/s] = 0,7538 [m3/s]
2.3 - Vertedores2.3.1 – Teoria do Vertedor (simplificações)
•Distribuição de velocidades – uniforme (seção 1);
•Partículas movem horizontalmente (seção 2);
•Pressões nulas (1 e 2);
•Não há viscosidade (perdas nulas).
Aplicando Bernoulli na linha de corrente A e B
2
2T22
1
2T11 z
g2
v
g.pz
g2
v
g.p
)hH(g2
vH
g2
v 2T2
2T1
0 0
gvh.gv2
221
2
0
2/12 h.g2h.g2v
2/3H0
H0
2/12
AT H.L.g2.
32dh.h.L.g2dh.L.vdA.vQ
vertedordouraarglL
A vazão real será:232
32 /H.L.g..CQ
•Vertedor Retangular
2
v
vc2/3v xh
h.b26,01h.b.84,1QFrancis
bilateralcontraçãocomh.2,0bb vc
unilateralcontraçãocomh.1,0bb vc
Vertedor Retangular sem contração
2
v
v2/3v xh
h26,01h.b.84,1QFórmula de Francis
contraçãosemvertedorLbbc
•Vertedor Triangular
5,2v
3 ]m[h.2
tg.g2.32,0]s/m[QpsonhomT
5,2v
3 h.417,1]s/m[Q
]s/m[81,9ge90Para 2o
1.4 – Vertedor de Parede Espessa
5,1v
5,1v
3 h.L.705,1]m[h.g2].m[L.385,0]s/m[Q
uraarglLe]s/m[81,9gPara 2
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