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