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5/10/2018 AVALIAÇÃODEMÉTODOSDEMEDIÇÃODEVAZÃO - slidepdf.com

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UIVERSIDADE DE BRASÍLIA - UB

FACULDADE DE AGROOMIA E VETERIÁRIA - FAV

HIDRÁULICA APLICADA

GRADUAÇÃO EM AGROOMIA

AVALIAÇÃO DE MÉTODOS DE MEDIÇÃO DE VAZÃO

BRASÍLIA 2009



INTRODUÇÃO

O cálculo da vazão é fundamental para todos os estudos dos fluidos, seja parauma instalação hidráulica de abastecimento, seja para o estudo de drenagem, para saber

o consumo de água de uma propriedade, para projetar a irrigação de um local, seja parao estudo de geração de energia através de turbina. A vazão de fluidos tidos comoincompressíveis, densidade constante, como a água é definida pelo quociente do volumedo fluido que passa através de uma seção de um conduto qualquer por unidade detempo.(OLIVEIRA)

No método direto mede-se o tempo necessário para que a água preenchacompletamente um reservatório com volume conhecido. O volume v pode ser dado emlitros ou metros cúbicos e o tempo T em minutos ou segundos, dependendo damagnitude da vazão medida. Quanto maior o tempo de determinação, maior a precisão.(CIRILO, 2001)

A medição de vazão pode ser realizada através de flutuadores como uma garrafa plástica, bóia entre outros materiais. Determina-se a velocidade superficial doescoamento. Esta velocidade superficial é, na maioria das vezes, superior a velocidademédia do escoamento. A velocidade média corresponde de 80 a 90% da velocidadesuperficial (CIRILO, 2001)

Vertedores são simples aberturar ou entalhes na parte superior de uma parede por onde o líquido escoa que podem ser utilizados para a medição da vazão em canais.Em um vertedor retangular a vazão pode ser calculada pela fórmula de Francis que nãoleva em conta contrações laterais. (CARVALHO, 2000)

O molinete hidrométrico ou correntômetro de hélice é um velocímetro em formade torpedo e que serve para medir de forma pontual a velocidade da corrente de água

por unidade de tempo, normalmente expressa em m/s (metros por segundo). Estemétodo estabelece uma proporcionalidade entre o número de voltas por unidade detempo e velocidade de escoamento (PORTO, 2006).

OBJETIVO

Os objetivos desta prática foram: Consolidar o aprendizado teórico sobre

hidrometria de campo e avaliar os métodos do molinete, vertedor e flutuador, tendo

como base o método direto.



MATERIAIS E MÉTODOS

O experimento foi realizado na fazenda Água Limpa – FAL, no dia 14 deSetembro. Neste dia foram analisados os métodos de avaliação de vazão, padronizado

pelo método do tambor. No canal utilizado foi demarcado uma distância de 7,38m paralela ao percurso da água e foi demarcado três sessões iguais dentro deste trecho como auxilio de estacas de ferro.

Primeiramente a vazão foi calculada através do método do flutuador. Osflutuadores eram gravetos localizados perto do canal escolhidos aleatoriamente. Osgravetos foram colocados na água no início dos 7,38m ,os tempos para que eles

percorressem esta distância foram anotados para que fosse realizada a média de tempogasto. A área média das sessões foram calculadas pela expressão:

Área média =

( L ) ( L) ( L)

Sendo:

hm - Altura média em cada sessão.

L - Largura do canal em cada sessão.

A velocidade média do curso d’água para o método do flutuador foi calculada pela fórmula:

Vm= 0,85 x Vs,Sendo:

Vs - Velocidade superficial do canal = Distância Percorrida pelo flutuador

Média de tempo gasto pelo flutuador

A vazão pelo método do flutuador foi calculada pela equação da continuidade:Q = Am ∙Vm ,

Sendo:

Q - Vazão

Am - Área média

Vm - Velocidade média.



Na segunda parte do experimento a vazão foi medida através do molinete, sendo

realizado o cálculo da área média para cada sessão através da largura e altura média de

cada trecho. Foi instalado um molinete a 40% de profundidade em relação ao fundo do

canal para que fosse medido o número de RPS em 40 segundos. A equação utilizada

para a velocidade de cada sessão foi baseado no número da hélice do molinete que era a

97676. Logo a equação utilizada foi:

V= 0,0967n + 0,029

Sendo:

V – Velocidade Média para cada sessão

N - O número de RPS para cada sessão

Através da área média para cada sessão e da velocidade média para cada sessão foi

calculada a vazão para cada sessão, sendo então possível calcular a vazão total do canal

através do somatório das vazões imparciais.

O terceiro momento do experimento consistiu na medição da vazão pelo método

Direto ou de tambor. Foi utilizado um tambor que foi colocado em uma bica no final do

canal para que fosse observado o tempo necessário para que fosse abastecido por

completo com água. A vazão então foi obtida após ser realizado três vezes o

procedimento através da equação =

, em que V significa o volume de água do

tambor e t significa o tempo necessário para completar o tambor com água.

A última medição foi realizada através de um vertedor retangular de duas

contrações, que foi instalado no final do canal. Através da equação de Francis adaptada

para duas contrações Q= 1,84 (L-0,2) H3/2

, onde Q é a vazão , L é a largura da soleira dovertedor e H significa a altura da superfície da estaca colocada antes do vertedor até a

superfície do conduto aberto.

Foi calculado o erro percentual absoluto para cada método em relação ao método

direto pela equação: Erro = Vazão do método estudado –Vazão do método direto X 100

Vazão do método direto



RESULTADOS E DISCUSSÃO

Para o método do flutuador foram utilizados os dados da tabela 1.1 apresentada abaixo.

Sessão H médio(m) Largura (m) Área (m ) Área Média (m )

A 0,0525 0,50 0,0262

B 0,0550 0,50 0,0275

C 0,0550 0,44 0,0242

0,026 m

Tabela 1.1

A velocidade média do canal foi de 0,18m/s, logo a vazão calculada através da equaçãode continuidade foi de 4,68 l/s.

Para o método do molinete foram utilizados os dados da tabela 1.2 apresentada abaixo.

Sessão H médio(m)

Largura(m) Área (m ) RPS Velocidade(m/s)

Vazão (l/s)

A 0,04 0,15 0,0060 0,825 0,1087 0,6552

B 0,063 0,18 0,0114 1,050 0,1305 1,4877

C 0,043 0,17 0,0074 0,975 0,1232 0,9117

Tabela 1.2

Vazão total = 3,0522 l/s.

A medição através do molinete apresentou um valor bem distante do valor obtido pelo método padrão, isto se deve por um problema de rolamento apresentado

pelo molinete de forma que as rotações não corresponderam a velocidade da água docanal.

Para o método direto foram utilizados os dados da tabela 1.3 apresentada abaixo.

Repetição Volume (L) Tempo (s) Vazão (l/s)

1 212 44,2 4,7963

2 211 45,6 4,6052

3 210 45,6 4,6272

Tabela 1.3

A vazão total pelo método direto foi obtida pela média das vazões de cada repetição quefoi 4,71 l/s.



Para o método do vertedor o resultado da vazão foi através da fórmula deFrancis adaptada para duas contrações expressa a seguir:

Q= 1,838[0,30 -0,2 0,4] 0,43/2

= 4,29 l/s.Vazão = 4,29 l/s.

Na tabela 1.4 foram apresentados os resultados da vazão obtida pelos quatrométodos estudados e a porcentagem de erro em relação ao método padrão.

Método Vazão (L/s) Erro (%)

Direto 4,71 -----

Flutuador 4,68 0,63

Molinete 3,05 35,2Vertedor 4,29 8,91

Tabela 1.4

CONCLUSÃO

A medição da vazão de um determinado córrego deverá ser sempre feita em

períodos de vazão mínima o que, no caso da região centro-oeste, ocorre nos meses desetembro e outubro. (OLIVEIRA).

Através desse experimento foi possível avaliar o melhor método de medição de

vazão entre os quatro métodos apresentados.

Por apresentar um menor erro em relação ao método padrão, o método doflutuador foi considerado o mais eficiente para medição de vazão. O método domolinete apresentou o maior erro por causa do problema do rolamento, sendo o método

considerado o menos eficiente.



REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

OLIVEIRA, CARLOS ALBERTO DA SILVA. Ciência e tecnologia agropecuáriaconservando água e solo e produzindo alimentos com sustentabilidade noagroambiente.p. 44 e p. 47

CIRILO, J.A.; COELHO, M.M.L.P.; BAPTISTA, M.B. Hidráulica Aplicada.

CARVALHO, J.A. Dinâmica dos Fluidos e Hidráulica. Lavras, UFLA, Impr.

Univ., Apostila, 2000. 200 p.

PORTO, Rodrigo de Melo, Hidráulica Básica.4.ed. São Carlos: EESC-USP, 2006

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