Estruturas Hidráulicas

7/26/2019 Estruturas Hidrulicas

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HIDRULICA

Prof. Lucas Santos Costa

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ESTRUTURAS HIDRULICASE MEDIES EM GUAS

A hidrometria uma das partes mais importantes da

Hidrulica, justamente porque ela cuida de questes

tais como medidas de profundidade e de variao do

nvel da gua, das sees de escoamento, das presses,

das velocidades e das vazes ou descargas.

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ESTRUTURAS HIDRULICASE MEDIES EM GUAS

A determinao de vazo realizada para diversos

fins. Entre eles, citam-se sistemas de abastecimento de

gua, estudos de lanamento de esgotos, instalaes

hidroeltricas, obras de irrigao e defesa contra

inundaes.

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PROCESSOS DE MEDIESDE VAZO

Processo direto Consiste na medio direta em

recipiente de volume conhecido; mede-se o tempo

de enchimento do recipiente obtendo-se:

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Quanto maior o tempo de determinao, tanto maior

a preciso.

Este processo geralmente s aplicvel nos casos depequenas descargas.

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Orifcios So perfuraes, geralmente de forma

geomtrica definida, feitas abaixo da superfcie livre

do lquido em paredes de reservatrios, tanque e

canalizaes. As aberturas feitas at a superfcie do

lquido constituem vertedores. Os orifcios soaplicados para o controle e medida de vazo em

recipientes, tanques e canalizaes.

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Bocais So constitudos por peas tubulares

adaptadas aos orifcios e servem para dirigir o

jato.

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Vertedores So simples paredes ou aberturas

sobre as quais um lquido escoa. O termo aplica-se,

tambm, a obstculos passagem da corrente e aos

extravasores das represas.

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Medidores de regime crtico Podem constituir

em um simples estrangulamento adequado da

seo, no rebaixo ou no alteamento do fundo, ou

ainda em uma combinao conveniente dessas

singularidades.

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Os medidores de regime crtico mais conhecidos

so os medidores Parshall, que so constitudos

por uma seo convergente, uma seo

estrangulada e uma seo divergente.

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Medidores diferenciais para tubulaes So

dispositivos que consistem em uma reduo na

seo de escoamento de uma tubulao, de modo

a produzir uma diferena de presso, em

consequncia do aumento de velocidade.

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Considerando o caso de um orifcio de dimetro

(d) instalado no interior de uma canalizao de

dimetro (D); a diferena de presso (h), entre os

pontos 01 e 02; o coeficiente de descarga (Cd); a

vazo (Q) ser dada por:

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Para orifcios concntricos o valor do coeficiente de

descarga varia de 0,60 a 0,62, podendo-se admitir

o valor mdio 0,61. Para os medidores Venturi do

tipo longo, o valor mdio est em torno de 0,975.

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ORIFCIOS CONCNTRICOS

Os orifcios concntricos, intercalados nos

encanamentos, constituem um dos processos mais

simples para a medio de vazes. A execuo do

orifcio relativamente fcil. O orifcio de dimetro

convencional executado em uma chapa metlicainstalada entre flanges do encanamento.

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A chapa utilizada pode ser de bronze ou ao

inoxidvel. A sua espessura pode ser de 2,40 mm

para tubulaes at 150 mm de dimetro; 3,00 mm

para tubulaes de 200 ou 250 mm; e 4,80 mm para

tubulaes at 550 mm.

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O dimetro do orifcio deve estar compreendido

entre 30% e 80% do dimetro da canalizao.

Valores inferiores a 30% correspondem a perdas

excessivas e valores superiores a 80% no

permitem boa preciso. Usualmente, o valor dodimetro (d) estabelecido entre 50 e 70% do

valor do dimetro da canalizao (D).

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Nas tubulaes horizontais, as derivaes para

medida de presso devem ser feitas na lateral dos

tubos, no plano horizontal. A tomada de montante

dever ficar a uma distncia correspondente a um

dimetro (D) da face do orifcio; a jusante inserida a uma distancia de (D/2).

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O orifcio deve ser instalado em trechos retilneos

horizontais ou verticais sem qualquer causa

perturbadora prxima.

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Sempre que a diferena de dimetro (D-d) for

superior a 50 mm, deve-se executar um pequeno

furo de 3 mm de dimetro na parte superior da

chapa do orifcio, junto ao coroamento interno dos

tubos, para permitir a passagem do ar, evitando-sea formao de bolsas de ar.

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Nos medidores instalados, a maneira mais simples

de se verificar a diferena de presso (h) para a

determinao da vazo consiste no emprego de um

manmetro em U.

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EXERCCIO

01. Um orifcio de 17 cm de dimetro, instalado em

uma canalizao de ferro fundido de 250 mm,

produziu uma diferena de carga piezomtrica de

0,45 m. Determine a vazo na canalizao.

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RESPOSTA

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VENTURI

O medidor Venturi um aparelho inventado por

Clemens Herschel em 1881. O aparelho compreende

trs sees principais: uma pea convergente, outra

divergente e uma seo intermediria, que constitui

a garganta ou estrangulamento.

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VENTURI

Aplicando-se o teorema de Bernoulli e tomando-se

como referncia o eixo horizontal da canalizao:

Onde (k) um coeficiente corretivo que varia em

funo do nmero de Reynolds.25


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VENTURI

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PROCESSO DASCOORDENADAS

A trajetria do jato uma parbola de 2 grau:

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PROCESSO DASCOORDENADAS

Se o tubo no funcionar com a seo de sada

completamente cheia, deve-se medir a altura da

lmina (h), podendo-se aplicar os dados da tabela

abaixo:

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EXERCCIO

02. De um tubo horizontal de 125 mm de dimetro

sai um jato que, a 40 cm de distancia, cai 30 cm

Calcule a vazo para os seguintes casos:

a) Tubo completamente cheio.

b) Tubo parcialmente cheio, com uma lmina de

75 mm de profundidade.

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MEDICA DA VAZO DE TUBOHORIZONTAL OU INCLINADO

Tubo Cheio:

Onde (Q) a vazo em litros por hora; (L) a distncia

em cm para y = 25 cm; e (D) o dimetro interno detubo em cm.

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Tubo parcialmente cheio:

Onde (A) a rea da seo molhada; (A0) a reada seo total cheia; e (Q0) a vazo da seo total.

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MTODO DA CALIFRNIA

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HIDRMETROS

Os hidrmetros so aparelhos destinados a medio

da quantidade de gua que escoa em intervalos de

tempo relativamente longos. So muito empregados

para medir o consumo de gua nas instalaes

prediais e industriais.

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HIDRMETROS

So dois os tipos principais:

Hidrmetros de velocidade So mais baratos, mais

simples, de reparao mais fcil e mais insensveis

s impurezas das guas. Consiste em uma turbina,

cujo nmero de rotaes mede indiretamente a

quantidade de gua que passa pelo aparelho.

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HIDRMETROS

Hidrmetros de volume So mais precisos e mais

sensveis, indicando consumos muitos pequenos.

Por outro lado, so mais caros, mais sensveis s

impurezas das guas e de reparao mais difcil.

Os hidrmetros de volume so recomendveis paraas localidades em que a gua muito cara e de boa

qualidade.

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DETERMINAO DAVELOCIDADE

Flutuadores Consistem em objetos flutuantes que

adquirem a velocidade das guas que os circundam.

Podem ser de trs tipos: simples ou de superfcie,

duplos ou subsuperficiais ou bastes flutuantes ou

flutuadores lastrados.

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Duplos ou subsuperficiais: Constituem-se em

pequenos flutuadores de superfcie, ligados por

um cordel a corpos submersos, a profundidade

desejada.

Bastes flutuantes ou flutuadores lastrados: So

tubos metlicos ocos ou de madeira, tendo na

parte inferior um lastro de chumbo, de modo a

flutuar em posio prxima a vertical.

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Aplicao: Escolhe-se um trecho retilneo de um curso

de gua de seo retangular. Entendem-se duas cordas

de lado a lado, distanciadas de 15 a 50 metros. Divide-

se transversalmente, o curso de gua em vrias sees.

Soltam-se os flutuadores, medindo-se o tempo gasto nopercurso. Sempre que um flutuador se desvia do seu

curso, abandona-se a leitura e repete-se o lanamento.

A seo do leito do curso de gua determinada por

meio de medidas com rgua graduada ou por meio desoldagens.

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Tubos de Pitot Um tubo de Pitot consiste em um

tubo de material transparente, com uma extremidade

recurvada em direo a corrente da gua. O tubo de

Pitot somente leva a bons resultados no caso de

correntes de grande velocidade.

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