Barragens Civil T2 AULA 08

AULA 08 ESTRUTURAS CIVIS ANEXAS

(1 PARTE)

Prof. Daniel Miranda

Belo Horizonte, 10 de setembro de 2014

OPTATIVA II

BARRAGENS E ESTRUTURAS CIVIS

ANEXASENGENHARIA CIVIL 10 PERODO (TURMA 2)

NA AULA DE HOJE...

ASPECTOS GERAIS SOBRE CENTRAIS HIDRELTRICAS; SISTEMA EXTRAVASOR:

- Aspectos gerais;- Vazo de projeto;- Tipos de vertedouros;- Descarregadores de fundo;

TOMADAS DE GUA; CONDUTOS DE ADUO DE GUA;

- Condutos de baixa presso;- Condutos forados;

CMARAS DE CARGA E CHAMINS DE EQUILBRIO; CANAL DE FUGA; EQUIPAMENTOS MECNICOS: Turbinas

ASPECTOS GERAIS SOBRE CENTRAIS HIDRELTRICASCOMPONENTES DE UMA CENTRAL HIDRELTRICA Barragem;

Tomada de gua;

Canal ou conduto forado;

Extravasores;

Casa de fora (ou casa de mquinas);

Canal de fuga.

ASPECTOS GERAIS SOBRE CENTRAIS HIDRELTRICASCOMPONENTES DE UMA CENTRAL HIDRELTRICA

ASPECTOS GERAIS SOBRE CENTRAIS HIDRELTRICASCOMPONENTES DE UMA CENTRAL HIDRELTRICA

Barragem

Tomada

de gua Vertedouro

Conduto Forado

Casa de Fora

Canal de Fuga

SISTEMA EXTRAVASORASPECTOS GERAIS Obra de segurana com o objetivo de permitir a passagem das cheias semprovocar danos barragem ou a estruturas adjacentes e conservar o nvel de guano reservatrio.

SISTEMA EXTRAVASORASPECTOS GERAIS

Componentes do sistema extravasor:

Canal de aproximao;

Estruturas de controle (comportas);

Estruturas de descarga (vertedouros);

Canal de descarga;

Dissipador de energia (ex: salto de esqui);

Canal de restituio.


Vertedouro da UHE So Simo (MG) Seo tpica

Estrutura de controle

Estrutura de descarga:

Vertedouro de descarga controlada

Canal de descarga

Dissipador de energia:

Conchas do trampolim

Canal de restituio


Vista do vertedouro da UHE So Simo (MG) em operao com o canal de descarga


Arranjo geral da UHE So Simo (MG)

SISTEMA EXTRAVASORASPECTOS GERAIS Vertedouro em planta - UHE So Simo (MG)

SISTEMA EXTRAVASORASPECTOS GERAIS >> LOCALIZAO DO SISTEMA EXTRAVASOR A localizao do sistema extravasor depende do(a):

Topografia;

Geologia;

Regime hdrico;

Arranjo da obra.

1- Reservatrio

2- Barragem

3 - Vertedouro

4 - Tomada de gua

5 - Conduto forado

6 - Casa de fora

7 - Canal de fuga

8 - Subestao

Sistema incorporado barragem Externo ao corpo da barragem

SISTEMA EXTRAVASORASPECTOS GERAIS >> NAs e VOLUMES DE REFERNCIA

Nmx = nvel mximo do reservatrio (mx maximorum);Nnormal = nvel normal do reservatrio (mx normal);Nmnimo = nvel mnimo do reservatrio (mn normal de operao);Va = volume para assoreamento;Vm = volume morto;Vu = volume til;c = submerso mnima da tomada de gua;h = altura provocada pela cheia;f = folga de segurana (borda livre).

SISTEMA EXTRAVASORVAZO DE PROJETO As estruturas extravasoras devero ser dimensionadas para a descarga de projetoamortecida no reservatrio, definida nos estudos hidrolgicos e confirmada atravs deestudos em modelo reduzido;

A partir deste dado e dos nveis dgua no reservatrio e a jusante, dever ser definida ageometria das estruturas e dos dispositivos de dissipao de energia, conforme oscritrios de projeto;

A geometria do vertedouro e rgos de dissipao de energia poder ser otimizada parauma vazo correspondente a aproximadamente 75 % da vazo mxima de projeto;

Este percentual poder ser ajustado aps verificao atravs de estudos em modeloreduzido em fundo mvel, de forma a no haver eroses que coloquem em risco asreferidas estruturas.

SISTEMA EXTRAVASORVAZO DE PROJETO

Categoria Capacidade do

reservatrio (hm3)Altura da barragem (m)

Pequena 1 5 a 10

Mdia 1 a 50 10 a 30

Grande > 50 >30

Categoria Perdas de vidas

humanas

Perdas econmicas

BaixaNenhuma (sem habitaes

permanentes)Mnima ( terras no

exploradas, ou terras agrcolas)

SignificantePoucas (zonas no

desenvolvidas, algumas estruturas habitveis)

Apreciveis ( agricultura, indstrias e edifcios

importantes)

Elevadanumerosa Considerveis (centros

urbanos, industrias e agricultura)

Risco

Dimenso


Risco Dimenso Tempo de recorrncia (TR) da Cheia de ProjetoPequena 100 anos

Baixo Mdia 100 a 1/2 CMPGrande 1/2 CMP a 1 CMPPequena 100 a 1/2 CMP

Significante Mdia 1/2 CMP a 1 CMPGrande 1 CMPPequena 1/2 CMP a 1 CMP

Alto Mdia 1 CMPGrande 1 CMP

Classificao para definio da vazo de projeto segundo o US Army Corps ofEngineers (Estados Unidos)

SISTEMA EXTRAVASORVAZO DE PROJETO >> PERODO DE RETORNO (TR)

)(1

oQQPTR

>=

EXEMPLO:

Se certa vazo tem perodo deretorno de 5 anos, a probabilidadede que ela ocorra em um anoqualquer 1/5, ou 0,2 (20%)

Sendo assim, enchentes com perodos de retorno MAIORES tm MENORES chances, ou probabilidade de ocorrer.

SISTEMA EXTRAVASORVAZO DE PROJETO >> PERODO DE RETORNO (TR)

Sendo assim, enchentes com perodos de retorno MAIORES tm MENORES chances, ou probabilidade de ocorrer.

VERTEDOURO DIMENSIONADO

PARA TR = 100 ANOS:

Seria como colocar 100 bolinhasna caixa. A probabilidade de quea vazo ocorra em um anoqualquer seria de: 1/100 ou 0,01ou (1%).


Risco Dimenso Tempo de recorrncia (TR) da Cheia de ProjetoPequena 100 anos

Baixo Mdia 100 a 1/2 CMPGrande 1/2 CMP a 1 CMPPequena 100 a 1/2 CMP

Significante Mdia 1/2 CMP a 1 CMPGrande 1 CMPPequena 1/2 CMP a 1 CMP

Alto Mdia 1 CMPGrande 1 CMP

Classificao para definio da vazo de projeto segundo o US Army Corps ofEngineers (Estados Unidos)

SISTEMA EXTRAVASORTIPOS DE VERTEDOUROSQuanto espessura da soleira:

- Vertedouro de soleira delgada: e 0,66 H

- Vertedouro de soleira intermediria: 0,66 H < e 3 H

- Vertedouro de soleira espessa: 3 H < e 15 H

SISTEMA EXTRAVASORTIPOS DE VERTEDOUROSQuanto ao controle da descarga vertida:

- Vertedouro de crista livre;

- Vertedouro de descarga controlada(equipado com comportas).

SISTEMA EXTRAVASORTIPOS DE VERTEDOUROS

Quanto forma do vertedouro:

- Vertedouro em linha (exemplos: vertedouroem degraus e perfil Creager);

- Vertedouro do tipo tulipa (torre-galeria);

SISTEMA EXTRAVASORTIPOS DE VERTEDOUROSQuanto forma do vertedouro:

- Vertedouro em zig-zag:

- Vertedouros labirinto;

- Vertedouros em tecla de piano (Piano Key Weir).

SISTEMA EXTRAVASORDESCARREGADORES DE FUNDO So estruturas extravasoras que realizam o escoamento de gua sob presso e tem avazo controlada por meio de comportas (de fundo);

So previstos em barragens sempre que for imperativo manter uma vazo a jusante,independente da vazo turbinada, para abastecimento, irrigao, gua de compensaoou outros usos; quando houver a necessidade de rebaixamento do reservatrio para cotainferior da soleira do vertedouro; quando for necessria a descarga de sedimentos.

ParanaSalto Grande

SISTEMA EXTRAVASORDESCARREGADORES DE FUNDOEquao para clculo da vazo de um descarregador de fundo:

TOMADAS DE GUA So estruturas que possibilitam a captao e conduo de gua em direo s turbinas.

Salto Morais Salto Grande

Componentes:

Grades de proteo;

Comporta;

Tubo de aerao.

CONDUTOS DE ADUO DE GUACONDUTOS DE BAIXA PRESSO So condutos de baixa velocidade e com baixas velocidades de escoamento queconduzem a vazo captada na tomada de gua at a entrada do conduto forado.

Tipos:

Galerias atravs de rochas ss

Piau

Canal de aduo (a cu aberto)

Pandeiros

CONDUTOS DE ADUO DE GUACONDUTOS DE BAIXA PRESSOTipos:

Tubulao de aduo (de baixa presso)

Piarro

CONDUTOS DE ADUO DE GUACONDUTOS FORADOS So condutos instalados em trechos com altas declividades e altas velocidades deescoamento, que conduzem a vazo at as turbinas.

Caractersticas:

Condutos fechados;

Presses crescentes demontante para jusante;

Dimensionamento estticofeito em funo da mximapresso interna acrescidada sobrepresso decorrentedo golpe de arete.

Piau Santa Marta

CMARAS DE CARGA E CHAMINS DE EQUILBRIO Estruturas instaladas na transio entre condutos de baixa presso e condutos forados;

Objetivo:

Impedir a transmisso das sobrepresses ocasionadas nos condutos forados para oscondutos de baixa presso, com a criao de descontinuidades nas extremidadessuperiores dos primeiros.

PandeirosRio de Pedras

CANAL DE FUGA

Canal hidrulico dimensionado para restituio da vazo turbinada ao leito do rio;

Restituio feita em baixa velocidade, com energia mnima.

Guilman Amorim S Carvalho

EQUIPAMENTOS MECNICOSTURBINAS

Francis Kaplan

Pelton Bulbo

Luiz Dias Pai Joaquim

Santa Marta Igarapava


Francis


Kaplan


Pelton


Bulbo

Documents

Barragens Civil T2 AULA 08