relatório de estágio - lnec

Ricardo Jónatas Mestrado Integrado em Engenharia da Energia e do Ambiente

Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa

Relatório de Estágio – LNEC

26 de Outubro a 30 de Novembro

Orientador: Luiz Endres, Conceição Juana Fortes

Co-Orientador: Diogo Neves

LNEC Departamento de Hidráulica

Núcleo de Portos e Estruturas

Marítimas Av do Brasil 101

1700-066 Lisboa

PORTUGAL

Relatório de estágio - LNEC 2010

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Agradecimentos

Agradeço a realização deste estágio a três pessoas fundamentais: os orientadores Eng.ª

Conceição Juana Fortes e Prof. Doutor Luiz Augusto Magalhães Endres, assim como o co-

orientador Mestre Diogo Rúben Castelo Branco das Neves.

À Eng. Conceição Juana Fortes agradeço a orientação no trabalho que desenvolvi durante

estágio, a forma acolhedora, cordial e compreensiva como me ajudou, e também a forma

atenciosa como sempre tratou e acompanhou as tarefas que desempenhei.

Ao Prof. Doutor Luiz Endres agradeço as fundamentais linhas de orientação, assim como a

forma interessada, clara e conhecedora dos seus esclarecimentos presentes na discussão dos

assuntos tratados. Agradeço-lhe o excelente entendimento no trabalho desenvolvido em

conjunto.

Ao Mestre Diogo Neves agradeço pelo simples trato, possibilitando um optimo trabalho em

grupo, assim como espírito de camaradagem e de entre ajuda. Estou grato pelo seu

determinante auxílio sempre que foi necessário.

Quero agradecer aos três pela partilha do seu conhecimento, pelos ensinamentos e pela

aprendizagem que me proporcionaram. Quero agradecer-lhes a experiência e a integração

num trabalho investigação científica.

Agradeço aos meus colegas de mestrado e de estágio Ricardo Saiote e Rui Reis pela

demonstração e informação dadas acerca das tarefas iniciais a desempenhar.

Agradeço a todo o pessoal não referido do Departamento de Hidráulica e Ambiente – Núcleo

de Portos e Estruturas com quem estabeleci contacto.

Expresso a minha gratidão ao meu coordenador de mestrado Prof. Doutor Jorge Maia Alves

pelo seu apoio e incentivo para a realização deste estágio e também ao Prof. Doutor Joaquim

Guilherme Henriques por terem ambos possibilitado a ponte entre a FCUL e o LNEC,

permitindo esta enriquecedora oportunidade.


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ÍNDICE

1. OBJECTIVO DO TRABALHO ........................................................................................... 9

2. DESCRIÇÕES DOS ENSAIOS ......................................................................................... 11

2.1. Condições experimentais ............................................................................................ 11

2.2. Equipamento de medição ........................................................................................... 12

2.2.1. Sondas de altura de onda, baseadas em condutividade ......................................... 13

2.2.2. ADV – Vectrino ........................................................................................................ 15

2.2.2.1. Ensaios do Tipo I .................................................................................................. 16

2.2.2.2. Ensaios do Tipo II ................................................................................................. 18

2.3. Condições de agitação marítima ................................................................................. 19

2.4. Geração de ondas ........................................................................................................ 20

2.5. Registo de dados das sondas ...................................................................................... 22

2.6. Procedimento de ensaios ............................................................................................ 23

2.6.1. Medição de velocidade no meio da coluna de água (ensaios Tipo I) ...................... 23

2.6.2. Medição de velocidades ao longo da profundidade (ensaios Tipo II) ..................... 25

3. APRESENTAÇÃO DE RESULTADOS .............................................................................. 27

3.1. Série da elevação da superfície livre ........................................................................... 27

3.2. Séries temporais da velocidade das partículas ........................................................... 29

4. ANÁLISE DO PERFIL DE VELOCIDADES ....................................................................... 31

4.1. Metodologia ................................................................................................................ 31

4.2. Resultados ................................................................................................................... 34

5. ANÁLISE ESTATÍSTICA DA VELOCIDADE DAS PARTÍCULAS ........................................ 43

5.1. Metodologia ................................................................................................................ 43

5.2. Resultados ................................................................................................................... 48

5.3. Caracterização das distribuições bidimensionais das componentes da velocidade nos

planos xy, xz e yz ......................................................................................................................... 53

5.3.1. Metodologia ............................................................................................................ 53

5.3.2. Resultados ............................................................................................................... 57

6. CONSIDERAÇÕES FINAIS ............................................................................................. 59


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7. REFERÊNCIAS BIBLIOGÁFICAS .................................................................................... 61

ANEXO A - Relatório de procedimentos para ensaios com o ADV ........................................... 62


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Índice de figuras

Figura 1 – Canal (à esquerda); gerador de ondas irregulares (à direita). ................................... 11

Figura 2 – Canal de ondas: Planta e perfil longitudinal. .............................................................. 11

Figura 3 – Perfil longitudinal do fundo do canal de ensaios utilizado. ....................................... 12

Figura 4 - Características geométricas da sonda Wave-Height Sensor (WHS) mark III. .............. 13

Figura 5 – a) Sonda junto ao batedor; b) Sonda junto ao ADV. .................................................. 14

Figura 6 – Características geométricas do ADV Vectrino. ........................................................... 15

Figura 7 – a) Sonda do ADV; b) sonda de nível do ADV e Vectrino. ............................................ 17

Figura 8 – Posicionamento do ADV em planta. ........................................................................... 17

Figura 9 – Sistema de geração das ondas: a) Batedor de ondas; b) Computador de geração do

sinal (CPU1); c) Painel de actuação do gerador. ............................................................... 20

Figura 10 – Série temporal da diferença de potencial da onda gerada. ..................................... 21

Figura 11 – Onda a ser gerada pelo batedor. .............................................................................. 22

Figura 12 – Computador de aquisição de sinal a 25 Hz (CPU2). ................................................. 22

Figura 13 – Ensaios em curso (Tipo I). ......................................................................................... 24

Figura 14 – Ensaios em curso (Tipo II) ......................................................................................... 26

Figura 15 – Sinais da sonda de nível ao largo (a vermelho) e da sonda de nível do ADV (a

branco). ....................................................................................................................................... 27

Figura 16 – Elevação da superfície livre registada na sonda de nível ao largo, durante 60

segundos, desde o instante t=200 s até ao instante t=260 s, para uma onda gerada com T= 2.0

s e H=14 cm. ................................................................................................................................ 27

Figura 17 – Altura de onda média quadrática para uma onda incidente de T=1.1 s e H=12 cm. 28

Figura 18 – Período médio para uma onda incidente de T=1.1s e H=12 cm. ............................. 28

Figura 19 – Sinal do ADV para os eixos x, y, e z (z1 e z2). ........................................................... 29

Figura 20 – Interface do tratamento de resultados para obtenção da velocidade mínima, média

e máxima. .................................................................................................................................... 30

Figura 21 – Extracto da folha de Excel, na posição x=-1000 cm, para as diferentes condições de

agitação. ...................................................................................................................................... 32

Figura 22 – Exemplo de selecção da folha de cálculo correspondente à posição x=-150 cm..... 32

Figura 23 – Exemplo de cabeçalho e preenchimento prévio das profundidades de ensaio, bem

como das características de agitação de onda. .......................................................................... 33

Figura 24 – Exemplo de importação de dados para as tabelas de velocidades mínimas, médias e

máximas. ..................................................................................................................................... 33

Figura 25 – Perfis de velocidades para várias condições de agitação de onda (com período

constante de T=2.0 s), em x=-1000 cm ....................................................................................... 34

Figura 26 - Perfis de velocidades para várias condições de agitação de onda (com altura

constante de H=14 cm), em x=-1000 cm .................................................................................... 35


constante de T=2.0 s), em x=-500 cm ......................................................................................... 35


constante de H=14 cm), em x=-500 cm....................................................................................... 36


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constante de T=2.0 s), em x=-150 cm ~ ...................................................................................... 36

Figura 30 – Perfis de velocidades para várias condições de agitação de onda (com altura



constante de T=2.0 s), em x=-100 cm ......................................................................................... 37



Figura 33 – Variação da velocidade na coluna de água ao longo do canal para T=2.0 s e H=18

cm. ............................................................................................................................................... 39

Figura 34 - Variação da velocidade na coluna de água ao longo do canal para T=2.0 s e H=16

cm. ............................................................................................................................................... 39


cm. ............................................................................................................................................... 40


cm. ............................................................................................................................................... 40


cm. ............................................................................................................................................... 41

Figura 38 - Variação da velocidade na coluna de água ao longo do canal T=1.5 s e H=14 cm. .. 41


cm. ............................................................................................................................................... 42

Figura 40 – Extracto da folha de cálculo realizada, para cada condição de agitação. ................ 45

Figura 41 – Ficheiro T25_H25_460_VHT_mmm.jpg. Indicação dos valores a retirar para a folha

Excel ............................................................................................................................................ 46

Figura 42- Extracto do ficheiro Excel T2.5s_H18cm.xls (colunas Q a CX) com indicação do

procedimento para efectuar a colagem dos valores do ficheiro T25_H18_460_VHT.txt. .......... 47

Figura 43 - Extracto do ficheiro Excel T2.5s_H18cm.xls (colunas Q a CX) com indicação do

procedimento a efectuar retirar as 4 colunas finais ................................................................... 48

Figura 44 – Série temporal da velocidade ux numa posição de x(posição nº3, x=900cm, do dia

14/07/2010). ............................................................................................................................... 49

Figura 45 – Variação da média dos valores mínimos registados em cada onda para as séries de

valores ux medidos num ponto, ao longo da posição no eixo x (desde a posição nº 1, x=-

1080cm, do dia 09/07/2010 até à posição nº 63, x=460, do dia 22/11/2010). .......................... 49

Figura 46 – Variação da média das séries de valores ux registadas num ponto, ao longo da

posição no eixo x (desde a posição nº 1, x=-1080cm, do dia 09/07/2010 até à posição nº 63,

x=460, do dia 22/11/2010). ......................................................................................................... 50

Figura 47 – Variação da média dos valores máximos registados em cada onda para as séries de

valores ux medidos num ponto, ao longo da posição no eixo x (desde a posição nº 1, x=-

1080cm, do dia 09/07/2010 até à posição nº 63, x=460, do dia 22/11/2010). .......................... 50

Figura 48 – Variação do desvio padrão das séries de valores ux registadas num ponto, com a

variação da posição em x (desde a posição nº 1, x=-1080cm, do dia 09/07/2010 até à posição

nº 63, x=460, do dia 22/11/2010). .............................................................................................. 51


7 | P á g i n a

Figura 49 – Variação da variância das séries de valores ux registadas num ponto, com a variação

da posição em x (desde a posição nº 1, x=-1080cm, do dia 09/07/2010 até à posição nº 63,

x=460, do dia 22/11/2010). ......................................................................................................... 51

Figura 50 – Variação da distorção das séries de valores ux registadas num ponto, com a

variação da posição em x (desde a posição nº 1, x=-1080cm, do dia 09/07/2010 até à posição

nº 63, x=460, do dia 22/11/2010). .............................................................................................. 52

Figura 51 – Variação da curtose das séries de valores ux registadas num ponto, com a variação

da posição em x (desde a posição nº 1, x=-1080cm, do dia 09/07/2010 até à posição nº 63,

x=460, do dia 22/11/2010). ......................................................................................................... 52

Figura 52 - Extracto da folha de cálculo realizada, para cada condição de agitação. ................. 55

Figura 53 - Extracto do ficheiro Excel T2.5s_H18cm_E.xls (colunas AA a JX) com indicação do

procedimento para efectuar a colagem dos valores do ficheiro T25_H18_460_VHT.txt. .......... 56

Figura 54 - Extracto do ficheiro Excel T2.5s_H18cm_E.xls (colunas AA a JX) com indicação do

procedimento a efectuar retirar as 4 colunas finais ................................................................... 56

Figura 55 – Variação da razão Ez/Ex em função da posição no eixo do x (desde a posição nº 1,

x=-1080cm, do dia 09/07/2010 até à posição nº 63, x=460, do dia 22/11/2010). ..................... 57

Figura 56 – Variação da razão Ey/Ex em função da posição no eixo do x (desde a posição nº 1,


Figura 57 – Variação da razão Ey/Ez em função da posição no eixo do x (desde a posição nº 1,



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Índice de quadros

Quadro 1 – Especificações técnicas da sonda de nível da sonda Wave-Height Sensor (WHS)

mark III. ....................................................................................................................................... 15

Quadro 2 – Especificações técnicas do ADV Vectrino. ................................................................ 18

Quadro 3 – Combinações de períodos e alturas de onda nos ensaios Tipo I. ............................ 19

Quadro 4 – Alturas de onda e períodos utilizados nos ensaios. ................................................. 20


9 | P á g i n a

1. OBJECTIVO DO TRABALHO

O presente relatório tem como objectivo a descrição do trabalho realizado no período de 26

de Outubro a 30 de Novembro de 2010, no Núcleo de Portos e Estruturas Marítimas, do

Departamento de Hidráulica e Ambiente do Laboratório Nacional de Engenharia Civil.

O trabalho desenvolvido ao longo do estágio teve como objectivo principal a realização de dois

tipos de ensaios no canal de ondas irregulares do LNEC:

o Tipo I – Medição da elevação da superfície e da velocidade no meio da coluna de água

ao longo do canal.

o Tipo II – Medição de perfis verticais de velocidade das partículas para posições

específicas longo do canal. Efectuou-se também a medição da elevação da superfície

livre nessas posições.

O trabalho também teve como objectivo o tratamento de dados, i.e:

o Para ambos os tipos de ensaios, efectuar a análise temporal da série de valores de

elevação da superfície livre para cada condição de agitação, ao longo do canal nas

posições em x, através da utilização do programa ANOIAGI (Fortes et al., 2010);

o Para os ensaios do tipo II, para cada condição de agitação e localização em

profundidade z, correspondente a uma dada posição em x ao longo do canal, efectuar:

o Análise temporal da série de valores de velocidade das partículas segundo os

eixos x (ux) utilizando os programas: xyz1z2etaVetaL.vi e MinMedMax.vi

(Endres, 2010);

o Análise estatística da série de valores de velocidade das partículas segundo os

eixos x (ux) através da metodologia desenvolvida por Reis (2010);

o Caracterizar a forma das distribuições bidimensionais das componentes da

velocidade nos planos xy, xz e yz, fazendo uma análise da distribuição das

componentes de velocidade das partículas em cada ponto ao longo do canal.

Estes ensaios inserem-se numa das tarefas do Projecto BRISA - Breaking waves and Induced

SAnd transport, que é financiado pela Fundação para a Ciência e Tecnologia (contrato

PTDC/ECM/67411/2006).


10 | P á g i n a

O presente relatório foi baseado no relatório de Saiote (2010) e Reis (2010), os quais foram

completados com a metodologia para medição de perfis verticais de velocidade bem com a

análise dos dados obtidos durante o período de estágio.

Este relatório tem 6 capítulos. Depois da introdução, no capítulo 2, apresentam-se as

condições experimentais, com a descrição do canal, do sistema de geração de ondas, do

equipamento de medição, das condições de agitação incidente e dos procedimentos de

ensaios. No capítulo 3, apresentam-se alguns dos registos efectuados durante as medições.

Nos capítulos 4 e 5, descrevem-se os procedimentos de análise do perfil de velocidades ao

longo da profundidade assim como das velocidades ao longo do canal, respectivamente.

Finalmente, o capítulo 6 é onde se apresentam as conclusões.


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2. DESCRIÇÕES DOS ENSAIOS

2.1. Condições experimentais

Os testes experimentais foram realizados no Laboratório Nacional de Engenharia Civil (LNEC)

num canal com 32 m de comprimento, com cerca de 1 m de largura e 1 m de profundidade e

equipado com um gerador de ondas irregulares, Figura 1.

Figura 1 – Canal (à esquerda); gerador de ondas irregulares (à direita).

Na Figura 2, apresenta-se uma planta do canal e o respectivo perfil de fundo.

Figura 2 – Canal de ondas: Planta e perfil longitudinal.


12 | P á g i n a

O perfil longitudinal do canal é mostrado na Figura 3, sendo “z” a coordenada vertical e “x” a

distância horizontal até ao batedor. Este perfil consiste numa zona plana de cerca 7 m ao qual

se segue uma rampa de 9 m com inclinação de 1:20 e posteriormente uma rampa de

inclinação de aproximadamente 1:80.

Figura 3 – Perfil longitudinal do fundo do canal de ensaios utilizado.

Foram efectuados dois tipos de ensaios:

o Tipo I – medição da velocidade com o ADV posicionado no meio da coluna de água de

cada local x do canal

o Tipo II – medição de perfis de velocidade para valores específicos de x ao longo do

canal.

2.2. Equipamento de medição

Para ambos os tipos de ensaio o equipamento de medição é constituído pelo ADV (Acoustic

Doppler Velocimeter) para medição de velocidades das partículas e por duas sondas resistivas

para medição da elevação da superfície livre, sendo uma é fixa e outra variável longo do canal.

De seguida, descrevem-se cada um destes componentes.

Batedor

z


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2.2.1. Sondas de altura de onda, baseadas em condutividade

A medição da elevação da superfície da água é feita com emprego de uma sonda resistiva e o

correspondente condicionador de sinais. Foi utilizada a sonda Wave-Height Sensor (WHS) mark

III, da Delft Hydraulics, com eléctrodos de 50 cm. As suas características geométricas são

apresentadas na Figura 4.

Figura 4 - Características geométricas da sonda Wave-Height Sensor (WHS) mark III.

Esta sonda é constituída por duas varetas paralelas de aço inoxidável, montadas por baixo de

uma pequena caixa que contém os circuitos electrónicos para o sensor de excitação, detecção

e amplificação de sinal. As varetas actuam como eléctrodos através dos quais se mede a

condução eléctrica. É incluído um eléctrodo de referência, de platina, para medir a

condutividade do fluido, sendo esta usada para compensar a medição de altura de onda. Esta

compensação é óptima em água doce, sendo que em água salgada existe uma diminuição da

sua precisão. O sinal analógico de saída é proporcionalmente linear com o nível de água entre

as varetas do sensor.

Para a medição dos valores da elevação da superfície livre, colocou-se, Figura 5:

o Uma sonda junto ao batedor x=6 m, para caracterização das condições de agitação

incidente. Esta sonda foi mantida nesta posição para todas as condições de agitação


14 | P á g i n a

incidente, Figura 5a. A frequência de aquisição é de 25Hz. A função desta sonda é

verificar que o batedor de ondas está a gerar a altura de onda correcta.

o Uma sonda junto ao medidor de velocidades.

Para os ensaios Tipo I as posições da sonda variaram entre -1000 cm até 520

cm, com um espaçamento de 100 cm no intervalo entre -1000 e – 100 cm e de

10 cm entre os -100 cm e os 520 cm, Figura 5b. A frequência de aquisição é

também de 25 Hz;

Para o Tipo II de ensaios, as posições da sonda corresponderam aos valores de

x=-1000 cm, -50 0cm, -150 cm, -100 cm, 0cm, 50 cm, 100 cm. Nas posições em

x=0 cm, 50 cm e 100 cm foi feito apenas um ensaio devido à baixa

profundidade do local, o ensaio considerado já tinha sido realizado nos ensaios

Tipo I.

a) b)

Figura 5 – a) Sonda junto ao batedor; b) Sonda junto ao ADV.

As especificações técnicas da sonda Wave-Height Sensor (WHS) mark III são apresentadas no

Quadro 1.


15 | P á g i n a

Quadro 1 – Especificações técnicas da sonda de nível da sonda Wave-Height Sensor (WHS) mark III.

Eléctrodos do sensor

Varetas de 50 cm, aço inoxidável, tipo 316

Diâmetro – 4mm; espaçamento – 2.0 cm

Comprimento – 580 mm

Dimensões Incluindo electrónica – 649 x 34 x 150 mm

Eléctrodo de referência Platina, 5 x 2 mm de diâmetro

Não-linearidade 0.5% da gama de medição, linha de tendência linear óptima

Meio líquido Todos os líquidos compatíveis com os materiais supracitados

Efeito-condutividade Condutividade mínima requerida – 0.08mS

Sensibilidade <1% para variações entre 0.1 e 0.2 mS

Saída -10 até +10 VDC para gama completa, i.e. 0.4 V/cm

Cabo de alimentação

Fornecido um cabo padrão, 7 núcleos, blindado, com conectores

para o sensor e o Sensor Control Box, comprimento total – 10 m

Comprimento máximo – 100 m

2.2.2. ADV – Vectrino

A medição de velocidades é feita com um medidor acústico (ADV - Acoustic Doppler

Velocimeter), marca NORTEK, modelo Vectrino, com sonda “down-looking”. As suas

características geométricas são apresentadas na Figura 6.

Figura 6 – Características geométricas do ADV Vectrino.

A sonda consiste em quatro transdutores receptores, cada um montado no interior do braço

receptor, e um transdutor de transmissão ao centro. O Vectrino usa o efeito Doppler para


16 | P á g i n a

medir a velocidade da água. Este transmite pares de impulsos sonoros curtos, capta os seus

ecos e, finalmente, mede a variação de frequência do som que captou. O som não é reflectido

na água em si, mas sim, a partir de partículas em suspensão na água. Cada sonda tem um

sensor de temperatura.

Este velocímetro fornece três componentes ortogonais da velocidade instantânea das

partículas em suspensão na água, numa posição de análise (volume de medição), Figura 7a).

O Vectrino foi posicionado ao longo do canal de acordo com o tipo de ensaios.

2.2.2.1. Ensaios do Tipo I

Para o Tipo I de ensaios, as posições do ADV (no meio da coluna de água) variaram entre -1000

cm até 520 cm, com um espaçamento de 100 cm no intervalo entre -1000 e – 100 cm e de 10

cm entre os -100 cm e os 200 cm e os 20 cm entre os 220 e os 520 cm, Figura 5b. A frequência

de aquisição é de 25 Hz;

Na Figura 7b apresenta-se a montagem experimental utilizada nos ensaios.


17 | P á g i n a

a) b)

Figura 7 – a) Sonda do ADV; b) sonda de nível do ADV e Vectrino.

O ADV foi posicionado a meio da largura do canal e mantido com a direcção “x”, alinhado com

o eixo longitudinal do canal - ângulo 0° (representação esquemática na figura seguinte). A

profundidade na posição de medição corresponde ao meio da coluna de água. A posição da

sonda de nível foi ao lado do ADV. A frequência de aquisição é de 25 Hz.

Figura 8 – Posicionamento do ADV em planta.

As especificações técnicas do ADV são apresentadas no Quadro 2


18 | P á g i n a

Quadro 2 – Especificações técnicas do ADV Vectrino.

Medições de velocidade da água

Gama ±0.01, 0.1, 0.3, 1, 2, 4 m/s

Precisão ±0.5% do valor medido ±1 mm/s

Taxa de amostragem (Saída) 1–25 Hz 1–200 Hz (firmware do Vectrino)

Volume de amostragem

Distância da sonda 0.05 m

Diâmetro 6 mm

Altura 3–15 mm (personalizável)

Intensidade do eco

Frequência acústica 10 MHz

Resolução Escala linear

Gama dinâmica 25 dB

Temperatura do termistor

embutido na sonda

• Gama – 4°C até 40°C

• Precisão/Resolução - 1°C/0.1°C

• Tempo de resposta - 5 min

Alimentação e saída de dados

Entrada DC 12 – 48 VDC

Pico de corrente 2.5 A a 12 VDC (personalizável)

Consumo máximo 200 Hz 1.5 W

Saídas analógicas

3 canais padrão, um para cada componente da velocidade. A

gama de saída é 0–5 V.

Ambiente

Temperatura de operação –5°C até 45°C

Temperatura de

armazenamento

–15°C até 60°C

2.2.2.2. Ensaios do Tipo II

Para o Tipo II de ensaios, as posições x do ADV em diferentes profundidades na coluna de água

corresponderam aos valores de x=-1000 cm, -500 cm, -150 cm, -100 cm.

O ADV foi posicionado em diferentes profundidades relativamente ao fundo do canal. As

profundidades em que foram efectuados os ensaios variaram entre os 47 cm e os 27 cm para

x=-1000 cm, 22 cm e 7 cm para x=-500 cm, 15 cm e 5cm para x=-150 cm, 12 cm e 7 cm para x=-

100 cm. Os intervalos entre as profundidades de registo para as várias posições segundo x

foram de 5 cm.


19 | P á g i n a

2.3. Condições de agitação marítima

O batedor tem a capacidade de gerar ondas com períodos e alturas máximos de T=2.7 s e H=23

cm, respectivamente.

Para os ensaios de medição da elevação da superfície livre ao longo do canal e velocidade no

meio da coluna de água (tipo I), foram considerados os casos correspondendo a períodos de

onda de 1.1, 1.5, 2.0, e 2.5 s e alturas de onda de 12, 14, 16, e 18 cm (Quadro 3). No caso de

T=1.1 s e H=18 cm, as ondas rebentavam imediatamente após a sua formação devido ao

declive da onda, pelo que este teste foi excluído.

Quadro 3 – Combinações de períodos e alturas de onda nos ensaios Tipo I.

T(s)

H(cm) 1.1 1.5 2.0 2.5

12 x x x x

14 x x x x

16 x x x x

18 x x x

Para os ensaios de medição da elevação da superfície livre ao longo do canal e velocidade no

meio da coluna de água (tipo II), foram reproduzidas 7 ondas diferentes (Quadro 4).Na

primeira fase o período foi mantido constante em 2.0 s e as alturas de onda utilizadas foram

12, 14, 16 e 18 cm. Na segunda fase a altura de onda foi mantida constante em 14 cm e os

períodos utilizados foram 1.1, 1.5, e 2.5 s


20 | P á g i n a

Quadro 4 – Alturas de onda e períodos utilizados nos ensaios.

T(s)

H(cm) 1.1 1.5 2.0 2.5

12 x

14 x x x x

16 x

18 x

2.4. Geração de ondas

O sistema de geração de ondas é constituído pelo batedor de ondas e pelos equipamentos

electrónicos e informáticos indicados na Figura 9.

a) b)

c)

Figura 9 – Sistema de geração das ondas: a) Batedor de ondas; b) Computador de geração do sinal (CPU1); c) Painel de actuação do gerador.


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Este sistema de geração de onda é controlado a partir de um computador portátil (CPU1),

Toshiba, modelo Tecra S10, conectado via USB a um conversor digital-analógico marca

National Instruments que transforma o sinal digital em analógico e o envia para a instalação

eléctrica do batedor de ondas.

Para a geração das ondas, foram construídos arquivos em formato ASCII correspondentes a

uma duração de 490s (duração total do ensaio). Estes arquivos possuem duas colunas sendo a

primeira, o tempo, com intervalo de 0.01s e, a segunda, a amplitude das ondas incidentes em

voltagem. A geração destes arquivos foi efectuada com emprego de um programa escrito em

ambiente LabVIEW que reproduz um sinal sinusoidal ou rectilíneo, incorporando a função de

transferência do sistema gerador, com as seguintes características:

o Ondas regulares com características de amplitude e período definido;

o Rampa de amplitudes de onda crescente até à estabilização dos 0 s aos 120 s

o Valor da amplitude de onda constante dos 120 s aos 360 s;

o Rampa de amplitudes de onda decrescente dos 360 s aos 480 s;

o Valor de amplitude constante e igual a zero dos 480 s aos 490 s.

A figura 10 mostra o aspecto do arquivo mencionado.

Figura 10 – Série temporal da diferença de potencial da onda gerada.

A figura 11 mostra a geração de uma onda pelo batedor.


22 | P á g i n a

Figura 11 – Onda a ser gerada pelo batedor.

2.5. Registo de dados das sondas

No computador torre (CPU2, Figura 12) efectuou-se a aquisição de sinal da sonda resistiva e do

ADV. Utilizou-se o software Vectrino 1.15 para o gerenciamento do sistema de medição das

velocidades. Para visualização e aquisição das medições da elevação da superfície livre a partir

da sonda resistiva e da velocidade das partículas no volume de controle definido pelo ADV,

segundo os três eixos espaciais, foram utilizadas as saídas analógicas de dados dos

equipamentos, através do software LabVIEW Signal Express (National Instruments).

Figura 12 – Computador de aquisição de sinal a 25 Hz (CPU2).

Os testes tiveram a duração de 490 s e efectuou-se a aquisição de dados durante todo esse

período.


23 | P á g i n a

2.6. Procedimento de ensaios

Como referido anteriormente, foram efectuados dois tipos de ensaios:

o Tipo I – medição da velocidade com o ADV posicionado no meio da coluna de água de

cada local x do canal

o Tipo II – medição de perfis de velocidade para valores específicos de x ao longo do

canal.

2.6.1. Medição de velocidade no meio da coluna de água (ensaios Tipo I)

No primeiro tipo de ensaios, para cada condição de agitação incidente, procedeu-se à medição

de:

o Elevação da superfície livre;

o Velocidade das partículas abaixo da superfície livre;

o Início e fim da rebentação.

Cada teste (cada condição de agitação incidente) teve a duração total de 490 s.

O procedimento de ensaios foi:

o Ligação do hardware relativo ao canal de ondas;

o Configuração do CPU1 como gerador de sinal;

o Configuração do CPU2 para aquisição de dados a 25Hz;

o Posicionamento do ADV no local em que se vai realizar o ensaio;

o Colocação de água no canal de ondas;

o Início dos ensaios de acordo com a sequência a seguir;

1. No software “LabVIEW SignalExpress”, do CPU1:

o fazer duplo click em “Load from ASCII” e no separador “Parse file”, clicar em “input file

path”;

o Seleccionar “All files” para que se consiga visualizar todos os ficheiros das ondas e

escolher o ficheiro de onda a gerar.

2. Em “DAQmx Generate”:


24 | P á g i n a

o Clicar no “triângulo virado para baixo” e seleccionar a “column 2” do ficheiro da onda

que se quer gerar.

3. Efectuar em simultâneo:

o No CPU1 Clicar em “Run”;

o No CPU2 clicar em “Record” (se não estiver já, fazer check a “Voltage” na janela que

aparece) e clicar em “OK”.

4. Clicar em “Stop” quando acabar os cerca de 10 minutos de tempo reservado para o ensaio.

5. Gravar os dados na pasta do dia:

o Right click em “Voltage” e seleccionar “Convert to ASCII”;

o Seleccionar a pasta do dia em que se está a fazer os ensaios dentro da pasta

VecNivCan, e o nome do ficheiro tem o formato T(período)H(altura)_(posição)Fazer

right click no ficheiro que foi gravado no software “LabVIEW SignalExpress”, no canto

inferior esquerdo do ecrã e clicar em delete.

6. Verificar o nível de água e corrigi-lo se for necessário.

7. Voltar ao ponto 1 para a onda seguinte, até se ter efectuado os ensaios para todas as condições

de agitação incidente.

8. Calibração das duas sondas de nível;

9. Análise dos dados adquiridos.

O procedimento de ensaio está descrito em mais detalhe no Anexo A.

Figura 13 – Ensaios em curso (Tipo I).


25 | P á g i n a

2.6.2. Medição de velocidades ao longo da profundidade (ensaios Tipo II)

No segundo tipo de ensaios, e para cada condição de agitação incidente, procedeu-se à

medição de:

o Elevação da superfície livre;

o Velocidade das partículas abaixo da superfície da água;

o Início e fim da rebentação.

Cada teste (cada condição de agitação incidente) teve a duração total de 490 s.

O procedimento de ensaios foi:

o Ligação do hardware relativo ao canal de ondas;

o Configuração do CPU1 como gerador de sinal;

o Configuração do CPU2 para aquisição de dados a 25Hz;

o Posicionamento do ADV no local em que se vai realizar o ensaio e à distância

relativamente ao fundo do canal pretendida;

o Colocação de água no canal de ondas;

o Início dos ensaios de acordo com a sequência a seguir;

1. No software “LabVIEW SignalExpress”, do CPU1:

o fazer duplo click em “Load from ASCII” e no separador “Parse file”, clicar em “input file

path”;

o Seleccionar “All files” para que se consiga visualizar todos os ficheiros das ondas e

escolher o ficheiro de onda a gerar.

2. Em “DAQmx Generate”:

o Clicar no “triângulo virado para baixo” e seleccionar a “column 2” do ficheiro da onda

que se quer gerar.

3. Efectuar em simultâneo:

o No CPU1 Clicar em “Run”;

o No CPU2 clicar em “Record” (se não estiver já, fazer check a “Voltage” na janela que

aparece) e clicar em “OK”.

4. Clicar em “Stop” quando acabar os cerca de 10 minutos de tempo reservado para o ensaio.


o Right click em “Voltage” e seleccionar “Convert to ASCII”;


26 | P á g i n a

o Seleccionar a pasta do dia em que se está a fazer os ensaios dentro da pasta

VecNivCan, e o nome do ficheiro tem o formato

T(período)H(altura)_(posição)_d(profundidade), sendo que a profundidade é a

distancia relativa ao fundo do canal;

o Fazer right click no ficheiro que foi gravado no software “LabVIEW SignalExpress”, no

canto inferior esquerdo do ecrã e clicar em delete.

6. Verificar o nível de água e corrigi-lo se for necessário.

7. Voltar ao ponto 1 para a onda seguinte, até se ter efectuado os ensaios para todas as condições

de agitação incidente.

8. Terminando os ensaios para todas as condições de agitação onda para cada profundidade do

ADV, ajusta-se o sensor de velocidade para a nova posição segundo o eixo z (descendo 5 cm);

9. Calibração das duas sondas de nível;

10. Análise dos dados adquiridos.

Figura 14 – Ensaios em curso (Tipo II)


27 | P á g i n a

3. APRESENTAÇÃO DE RESULTADOS

3.1. Série da elevação da superfície livre

A Figura 15 mostra os registos da sonda de nível junto ao batedor (ao largo) e da sonda de

nível vinculada ao ADV.

Figura 15 – Sinais da sonda de nível ao largo (a vermelho) e da sonda de nível do ADV (a branco).

Através da Figura 1 é possível observar que a sonda de nível regista características de

onda iguais às impostas pelo batedor, o que mostra que realmente as características da

onda no canal, registadas através da sonda de nível, são as mesmas que foram geradas a

partir do gerador de ondas.

-12.00

-10.00

-8.00

-6.00

-4.00

-2.00

0.00

2.00

4.00

6.00

8.00

200 210 220 230 240 250 260

H (c

m)

Tempo (s)

Elevação da superfície livre (T=20s e H=14cm)

Figura 16 – Elevação da superfície livre registada na sonda de nível ao largo, durante 60 segundos, desde o instante t=200 s até ao instante t=260 s, para uma onda gerada com T= 2.0 s e H=14 cm.

Para cada condição de agitação incidente, obtiveram-se as séries temporais de elevação da

superfície livre em vários pontos ao longo do canal. Com base nessas séries, efectuou-se o


28 | P á g i n a

cálculo das estatísticas da série de valores da elevação da superfície da água, isto é, dos valores

de altura média quadrática e do período médio, nesta fase preliminar. Para tal, utilizou-se o

módulo SOPRO/ANALISE, Fortes et al.(2010), que efectua a análise temporal de uma série

temporal de dados (registo), recorrendo ao programa em FORTRAN, ANOIAGI(Fortes et al,

2010). Obtêm-se, para cada registo, os valores de HM (altura máxima), HS (altura significativa),

Hmed (altura média), TS (período significativo) e Tmed (período médio).

Da posição x=340 cm a x=520 cm, efectuou-se a aplicação do programa ANOIAGI.

A título de exemplo, a Figura 17 e a Figura 18 representam a evolução da altura relativa de

onda para T=1.1 s e H=12 cm ao longo do canal nas posições estudadas.

Figura 17 – Altura de onda média quadrática para uma onda incidente de T=1.1 s e H=12 cm.

Figura 18 – Período médio para uma onda incidente de T=1.1s e H=12 cm.


29 | P á g i n a

3.2. Séries temporais da velocidade das partículas

Os valores da velocidade nos eixos x, y, e z são registados pelo ADV e podem ser visualizados

através do software Vectrino 1.18 (Figura 19). As representações de z1 e z2 referem-se ao eixo

z (vertical) e devem, em princípio, ser coincidentes nas situações ideais de alinhamento do

suporte do ADV e homogeneidade do líquido.

Figura 19 – Sinal do ADV para os eixos x, y, e z (z1 e z2).

Posteriormente, os dados recolhidos pelo ADV (ficheiros do tipo .txt) são tratados, através de

software utilizado no laboratório, desenvolvido em ambiente LabView 8.5 (Endres, 2010), de

modo a se conseguir obter a velocidade média do registo e as médias das velocidades mínimas

e máximas, obtidas em cada onda, para todo o registo (Figura 20).


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Figura 20 – Interface do tratamento de resultados para obtenção da velocidade mínima, média e máxima.

Mais concretamente, seguiu-se a metodologia indicada no Anexo A.

Para cada série temporal de velocidades das partículas (ficheiro .txt em Volts) efectua-se:

Abertura do programa xyz1z2etaVetaL.vi (Endres, 2010) de modo a construir ficheiros do

tipo .txt com 5 colunas correspondentes a ux (componente da velocidade em x, cm/s), uy

(componente da velocidade em y, cm/s), uz (componente da velocidade em z, cm/s), V

(elevação no Vectrino, cm) e L (elevação ao largo, cm);

Abertura do programa MinMedMax.vi (Endres, 2010) para determinar a velocidade média

do registo e as médias das velocidades mínimas e máximas, obtidas em cada onda, para

todo o registo. Os dados são gravados no ficheiro do tipo .txt, como por exemplo

(mmmT25H18_420_VHT.txt).


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4. ANÁLISE DO PERFIL DE VELOCIDADES

4.1. Metodologia

Para análise dos valores de velocidade ao longo da profundidade z, correspondente a uma

dada posição x do canal, utilizaram-se os correspondentes registos obtidos com o ADV. Para

cada registo, foi possível determinar os valores máximos mínimos e médios recorrendo ao

procedimento descrito no Anexo A.

Com esses valores, construíram-se folhas de cálculo no programa Microsoft – Excel 2007, para

diferentes posições segundo o eixo x do canal, compostas cada uma delas pelas seguintes

colunas:

Profundidade, em cm (coluna A), É de realçar que o registo das profundidades no diário de

ensaios é relativo à distância ao fundo do volume de controlo, descrito em Reis (2010).

Subtraindo essa distância pela altura total da coluna de água obtêm-se a profundidade a

que está mergulhado o ADV, registada na tabela Excel.

Velocidades mínimas, médias e máximas, em cm/s (colunas B, C e D), determinadas pelo

programa MinMedMax.vi (Endres, 2010, Figura 20). São registados num ficheiro do tipo

.txt, como por exemplo (mmmT25H18_420_VHT.txt).

Alturas de onda e períodos, em cm e s (colunas E e F), respectivamente. A cada bateria de

velocidades (mínimo, máximo e média) para diferentes profundidades na coluna de água

corresponde um período e uma altura de onda.

Note-se que:

Cada linha de cada quadro do Excel corresponde a um ensaio, em que se faz variar de

posição em profundidade z;

Cada folha Excel corresponde a uma posição segundo o eixo x do canal, sendo que cada

folha contém sete quadros correspondentes às diferentes condições de agitação incidente.

Na figura 21 apresenta-se um extracto da folha Excel, para a posição x=1000 cm.


32 | P á g i n a

Figura 21 – Extracto da folha de Excel, na posição x=-1000 cm, para as diferentes condições de agitação.

Para um procedimento automático deve seguir-se os seguintes passos:

o Abrir a pasta onde se encontra o ficheiro Excel “Velocidade_profundidade.xls”;

o Abrir o ficheiro Excel “Velocidade_profundidade.xls”, o qual contém os perfis das

velocidades ao longo do canal;

o Escolher a folha de cálculo para a posição segundo x que se pretende analisar, Figura

22;

Figura 22 – Exemplo de selecção da folha de cálculo correspondente à posição x=-150 cm.


33 | P á g i n a

o Copiar o cabeçalho de uma tabela e introduzir as características de agitação de onda

bem como as profundidades a que se realizaram os ensaios, Figura 23.

Figura 23 – Exemplo de cabeçalho e preenchimento prévio das profundidades de ensaio, bem como das características de agitação de onda.

o No Excel executar o comando ‘importar dados a partir do texto’, seleccionando o

ficheiro de velocidades mínima, máxima e média correspondentes à posição segundo x

e profundidade pretendidas, para as características de agitação de onda específicas,

por exemplo (mmmT20H14_m100_d02_VHT).

o É de notar que na primeira área de selecção se deve escolher importar a partir da

segunda linha e na terceira área de importação as definições avançadas devem definir

como separador decimal os pontos (.)., Figura 24.

Figura 24 – Exemplo de importação de dados para as tabelas de velocidades mínimas, médias e máximas.


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Caso se pretenda analisar a velocidade das partículas na coluna de água para posições de x,

que não as já analisadas, é necessário adicionar um novo separador com a informação relativa

à sua posição.

Como para as mesmas posições de x ao longo do canal se fizeram medições em diferentes

dias, não foi possível ordenar os ensaios pela data em que se realizaram. Optou-se por ordená-

los segundo a sua posição relativa ao eixo do x.

4.2. Resultados

Nas figuras seguintes apresentam-se os gráficos dos perfis de velocidades relativos a

diferentes posições x ao longo do canal e para diferentes condições de agitação de onda:

o Os valores negativos de velocidade são referentes à velocidade mínima das partículas,

medida durante os ensaios, para movimentos no sentido negativo ao eixo do x;

o Os valores positivos de velocidade são referentes à velocidade máxima das partículas,

medida durante os ensaios, para movimentos no sentido positivo ao eixo do x;

o As velocidades médias são referentes à média de todas as velocidades medidas pelo

ADV;

o Nos gráficos seguintes estão, também, representados o fundo do canal (expresso na

legenda gráfica) e a superfície da água a qual corresponde ao nível de profundidade de

0 cm.

Figura 25 – Perfis de velocidades para várias condições de agitação de onda (com período constante de T=2.0 s), em x=-1000 cm


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Figura 26 - Perfis de velocidades para várias condições de agitação de onda (com altura constante de H=14 cm), em x=-1000 cm

Figura 27 – Perfis de velocidades para várias condições de agitação de onda (com período constante de T=2.0 s), em x=-500 c


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Figura 29 – Perfis de velocidades para várias condições de agitação de onda (com período constante de T=2.0 s), em x=-150 cm ~


37 | P á g i n a

Figura 30 – Perfis de velocidades para várias condições de agitação de onda (com altura constante de H=14 cm), em x=-150 cm

Figura 31 – Perfis de velocidades para várias condições de agitação de onda (com período constante de T=2.0 s), em x=-100 cm


38 | P á g i n a


A velocidade das partículas é variável ao longo do canal para diferentes condições de agitação

da onda. É, portanto, interessante analisar a forma como varia a velocidade das partículas na

coluna de água ao longo do canal para condições de agitação constantes.

Nas figuras seguintes apresentam-se os gráficos dos perfis de velocidades relativas a diferentes

posições e para condições de agitação de onda constantes. Todas as velocidades

representadas nos seguintes figuras são relativas às velocidades médias, medidas pelo ADV.


39 | P á g i n a

Figura 33 – Variação da velocidade na coluna de água ao longo do canal para T=2.0 s e H=18 cm.

Figura 34 - Variação da velocidade na coluna de água ao longo do canal para T=2.0 s e H=16 cm.


40 | P á g i n a




41 | P á g i n a


Figura 38 - Variação da velocidade na coluna de água ao longo do canal T=1.5 s e H=14 cm.


42 | P á g i n a



43 | P á g i n a

5. ANÁLISE ESTATÍSTICA DA VELOCIDADE DAS

PARTÍCULAS

5.1. Metodologia

Após o tratamento dos dados obtidos no ADV descrito em 3.2, a análise estatística consistiu na

determinação dos parâmetros estatísticos: desvio padrão, variância, distorção e curtose da

série de valores de velocidade ux registados num ponto, para cada condição de agitação

incidente, ao longo da posição no eixo x.

Para tal, estabeleceu-se uma metodologia baseada em tabelas de Excel e nas funções

estatísticas desta aplicação.

Esta metodologia consiste na realização de uma folha de cálculo no programa Microsoft –

Excel 2007, para cada condição de agitação, constituída pelas seguintes colunas:

o Data (coluna B), que deve ser registada diariamente, nº de posição (coluna C) e a

posição em x, valores em cm (coluna D);

o Profundidade da água no canal, em cm (coluna E):

o 10001080,6.0 x ;

o 01000,20

6.0

xx ;

o 080

60 x,x

. ;

o Distância ao fundo do volume de controlo, em cm (coluna G), onde a distância ao

fundo do volume de controlo é calculada pela fórmula: cmADVz 5_ , em que

ADVz _ , posição do ADV, é a distância ao fundo do emissor de sinal do ADV, dada

pelo programa Vectrino, e 5 cm é a distância entre o emissor e o volume de controlo

do sensor;


44 | P á g i n a

o Profundidade do volume de controlo, em cm (coluna F), dada pela diferença entre

profundidade da água (coluna E) e a distância ao fundo do volume de controlo (coluna

G);

o Velocidades mínimas, médias e máximas, em cm/s (colunas H, I e J), determinadas

pelo programa MinMedMax.vi (Endres, 2010, Figura 20) que são acrescentadas

manualmente dia a dia;

o Desvio padrão (coluna K), variância (coluna L), distorção (coluna M) e a curtose (coluna

N), utilizando para este efeito as funções estatísticas do Excel cujas denominações são:

DESVPAD(), VAR(), DISTORÇÃO() e CURT() ;

Valores da série temporal de ux para cada posição do eixo x, em cm/s (colunas Q a CX), que são

acrescentados manualmente dia a dia (Tabela à direita, ver figura 40).

Note-se que:

o Cada linha do Excel corresponde a um ensaio, e que se faz variar a posição ao longo do

eixo x em cada ensaio;

o A folha de Excel ficou preparada de maneira a que baste acrescentar nas células

correctas (colunas Q a CX), os valores medidos da série temporal de ux correspondente

à posição em x, para que apareçam automaticamente os valores estatísticos das

respectivas posições em x estudadas.

Na figura 40 apresenta-se um extracto da folha Excel:


45 | P á g i n a

Figura 40 – Extracto da folha de cálculo realizada, para cada condição de agitação.


a) Abrir a pasta do dia de ensaio a registar (cujo nome é do tipo DiaMesAno, por

exemplo, “22112010”) que contém os ficheiros dos resultados;

b) Abrir a pasta “Ux” que contém os ficheiros de Excel, para cada condição de agitação;

c) Abrir um ficheiro de Excel (Por exemplo: T2.5s_H18cm.xls);

d) Colocar a data da realização do ensaio a registar na linha correspondente ao nº de

posição realizada (neste caso do dia 22-11-2010, a posição em x era 460 cm);

e) Ir à pasta do dia de ensaio a registar (“22112010”) e abrir o ficheiro do tipo

T..H.._.._VHT_mmm.jpg correspondente ao ficheiro de Excel que foi aberto (neste caso

será o: T25_H18_460_VHT_mmm.jpg), Figura 41. Este ficheiro

T25_H18_460_VHT_mmm.jpg corresponde a um “print screen” da interface do

programa MinMedMax.vi, quando aplicado aos dados obtidos no dia 22-11-2010.

f) Copiar os valores das médias de velocidades ux, que se encontram sublinhados a

vermelho na Figura 41, para as colunas da folha de Excel adequadas, na mesma linha

de células da alínea d);


46 | P á g i n a

Figura 41 – Ficheiro T25_H25_460_VHT_mmm.jpg. Indicação dos valores a retirar para a folha Excel

g) Ir à pasta do dia de ensaio a registar e abrir o ficheiro do tipo T..H.._.._VHT

correspondente ao ficheiro de Excel que foi aberto (neste caso, será o:

T25_H18_460_VHT.txt). Este ficheiro contém 5 colunas correspondentes a ux

(componente da velocidade em x, cm/s), uy (componente da velocidade em y, cm/s), uz

(componente da velocidade em z, cm/s), V (elevação no Vectrino, cm) e L (elevação

ao largo, cm) e são resultado da aplicação do programa xyz1z2etaVetaL.vi (ver Anexo

A);

h) Seleccionar todos os valores e colá-los para a tabela das colunas Q a CX do ficheiro de

Excel clicando com o botão do lado direito do rato na célula da primeira linha da

coluna com o nº de posição do ensaio a registar (ficam coladas as 5 colunas de valores

descritas em g)) (ver Figura 42);


47 | P á g i n a

Figura 42- Extracto do ficheiro Excel T2.5s_H18cm.xls (colunas Q a CX) com indicação do procedimento para efectuar a colagem dos valores do ficheiro T25_H18_460_VHT.txt.

i) Como só a 1ª coluna colada nos interessa (contém os valores de ux), eliminam-se os

valores das outras colunas copiadas adjacentes (do lado direito) que dizem respeito ao

registo dos seguintes ensaios (ver Figura 43);


48 | P á g i n a

Figura 43 - Extracto do ficheiro Excel T2.5s_H18cm.xls (colunas Q a CX) com indicação do procedimento a efectuar retirar as 4 colunas finais

j) Repetir todos os passos começando na alínea c) para os restantes ficheiros de Excel de

cada condição de agitação.

5.2. Resultados

Nas figuras seguintes apresentam-se para a condição de agitação: T=2.5 s, H=18 cm:

A variação temporal de ux, para uma posição de x (posição nº3, x=900, do dia 14/07/2010),

figura 44;

A variação do valor médio das séries de valores ux registadas num ponto e da média dos

valores mínimos e máximos, de cada onda no registo, ao longo da posição no eixo x (desde

a posição nº 1, x=-1080cm, do dia 09/07/2010 até à posição nº 63, x=460, do dia

22/11/2010):

o Média dos valores mínimos de velocidade ux, figura 45;

o Média dos valores de velocidade ux ,


49 | P á g i n a

Figura 44 – Série temporal da velocidade ux numa posição de x(posição nº3, x=900cm, do dia 14/07/2010).

Figura 45 – Variação da média dos valores mínimos registados em cada onda para as séries de valores ux medidos num ponto, ao longo da posição no eixo x (desde a posição nº 1, x=-1080cm, do dia 09/07/2010 até à posição nº

63, x=460, do dia 22/11/2010).


50 | P á g i n a

Figura 46 – Variação da média das séries de valores ux registadas num ponto, ao longo da posição no eixo x (desde a posição nº 1, x=-1080cm, do dia 09/07/2010 até à posição nº 63, x=460, do dia 22/11/2010).

Figura 47 – Variação da média dos valores máximos registados em cada onda para as séries de valores ux medidos num ponto, ao longo da posição no eixo x (desde a posição nº 1, x=-1080cm, do dia 09/07/2010 até à posição nº

63, x=460, do dia 22/11/2010).


51 | P á g i n a

Figura 48 – Variação do desvio padrão das séries de valores ux registadas num ponto, com a variação da posição em x (desde a posição nº 1, x=-1080cm, do dia 09/07/2010 até à posição nº 63, x=460, do dia 22/11/2010).

Figura 49 – Variação da variância das séries de valores ux registadas num ponto, com a variação da posição em x (desde a posição nº 1, x=-1080cm, do dia 09/07/2010 até à posição nº 63, x=460, do dia 22/11/2010).


52 | P á g i n a

Figura 50 – Variação da distorção das séries de valores ux registadas num ponto, com a variação da posição em x (desde a posição nº 1, x=-1080cm, do dia 09/07/2010 até à posição nº 63, x=460, do dia 22/11/2010).

Figura 51 – Variação da curtose das séries de valores ux registadas num ponto, com a variação da

posição em x (desde a posição nº 1, x=-1080cm, do dia 09/07/2010 até à posição nº 63, x=460, do dia

22/11/2010)


53 | P á g i n a

5.3. Caracterização das distribuições bidimensionais das

componentes da velocidade nos planos xy, xz e yz

5.3.1. Metodologia

Foi feita uma análise ao longo do eixo x do canal das distribuições bidimensionais das

componentes de velocidade das partículas num ponto, para os planos xy, xz e yz. O

procedimento foi:

o A avaliação de parâmetros relacionados aos comprimentos médios (Ex, Ey, Ez) nos

gráficos, paralelos aos eixos, das nuvens de pontos obtidas;

o A razão entre esses parâmetros de comprimento obtidos (Ez/Ex, Ey/Ex, Ey/Ez).

Para tal, estabeleceu-se uma metodologia baseada em tabelas do Microsoft Excel e nas

funções desta aplicação.

Esta metodologia consiste na realização de uma folha de cálculo no programa Excel, para cada

condição de agitação, constituída pelas seguintes colunas:

o Data (coluna B) que deve ser registada diariamente, nº de posição (coluna C) e posição

em x, valores em cm (coluna D);

o Médias dos valores positivos registados na série de velocidades ux , em cm/s (coluna

E), Médias dos valores positivos registados na série de velocidades uy , em cm/s

(coluna H), Médias dos valores positivos registados na série de velocidades uz , em

cm/s (coluna K). Para isto usou-se a fórmula de funções do Excel: SOMA.SE(

;">0")/CONTAR.SE( ;">0") ;

o Médias dos valores negativos registados na série de valores ux, em cm/s (coluna F),

Médias de valores negativos registados na série de valores uy, em cm/s (coluna I),

Médias de valores negativos registados na série de valores uz , em cm/s(coluna L). Para

isto usou-se a fórmula de funções do Excel: SOMA.SE( ;"<0")/CONTAR.SE( ;"<0") ;

o Diferença das médias dos valores negativos e positivos registados na série de valores

de ux, obtendo-se o parâmetro de comprimento Ex, em cm/s (coluna G);


54 | P á g i n a


de uy , obtendo-se o parâmetro de comprimento Ey , em cm/s (coluna J);


de uz , obtendo-se o parâmetro de comprimento Ez , em cm/s (coluna M);

o Razão entre Ez/Ex (coluna N);

o Razão entre Ey/Ex (coluna O);

o Razão entre Ey/Ez (coluna P);

o Valores das série temporais de ux, uy e uz para cada posição do eixo x (colunas S a JP)

que são acrescentados manualmente dia a dia. (Tabela à direita, ver Figura 52 )

Note-se que:

o Cada linha do Excel corresponde a um ensaio, e que se faz variar a posição ao longo do

eixo x em cada ensaio;

o A folha de Excel ficou preparada de maneira a que baste acrescentar os valores diários

medidos da série temporal de ux, uy, uz para a correspondente posição em x (colunas S

a JP). Após este procedimento aparecem automaticamente nas células correctas os

valores das médias de valores positivos e negativos das séries temporais de cada

componente da velocidade, assim como os parâmetros de comprimento Ex ,Ey e Ez e as

razões Ez/Ex , Ey/Ex , Ey/Ez das respectivas posições em x estudadas.

Na Figura 52 apresenta-se um extracto da folha de Excel:


55 | P á g i n a

Figura 52 - Extracto da folha de cálculo realizada, para cada condição de agitação.


a) Abrir a pasta do dia de ensaio a registar (cujo nome é DiaMêsAno, por exemplo,

“22112010”) que contém os ficheiros dos resultados;

b) Abrir a pasta “Ex,Ey,Ez” que contém os ficheiros de Excel para cada condição de

agitação;

c) Abrir um ficheiro de Excel (Por exemplo T2.5s_H18cm_E.xls);

d) Colocar a data da realização do ensaio a registar na linha correspondente ao nº de

posição e posição em x respectivas (neste caso do dia 22-11-2010, a posição era 460

cm);

e) Ir à pasta do dia de ensaio a registar (“22112010”) e abrir o ficheiro do tipo

T..H.._.._VHT correspondente ao ficheiro de Excel que foi aberto (neste caso, será o:

T25_H18_460_VHT.txt). Este ficheiro contém 5 colunas correspondentes a ux

(componente da velocidade em x, cm/s), uy (componente da velocidade em y, cm/s), uz

(componente da velocidade em z, cm/s), V (elevação no Vectrino, cm) e L (elevação

ao largo, cm) e são resultado da aplicação do programa xyz1z2etaVetaL.vi (ver Anexo

A);


56 | P á g i n a

f) Seleccionar todos os valores e colá-los para a tabela das colunas AA a JX do ficheiro de

Excel clicando com o botão do lado direito do rato na célula da primeira linha da 1ª

coluna com o nº de posição do ensaio a registar (ficam coladas as 5 colunas de valores

descritas em f)) (ver Figura 53);

Figura 53 - Extracto do ficheiro Excel T2.5s_H18cm_E.xls (colunas AA a JX) com indicação do procedimento para efectuar a colagem dos valores do ficheiro T25_H18_460_VHT.txt.

g) Como só as primeiras 3 colunas coladas nos interessam (de ux, uy e uz), eliminam-se os

valores das outras duas colunas copiadas adjacentes (do lado direito) que dizem

respeito ao registo dos seguintes ensaios (ver Figura 54);

Figura 54 - Extracto do ficheiro Excel T2.5s_H18cm_E.xls (colunas AA a JX) com indicação do procedimento a efectuar retirar as 4 colunas finais

h) Repetir todos os passos começando na alínea c), para os restantes ficheiros de Excel de

cada condição de agitação.


57 | P á g i n a

5.3.2. Resultados

Nas figuras seguintes apresentam-se para a condição de agitação: T=2,5s H=18cm:

Figura 55 – Variação da razão Ez/Ex em função da posição no eixo do x (desde a posição nº 1, x=-1080cm, do dia 09/07/2010 até à posição nº 63, x=460, do dia 22/11/2010).

Figura 56 – Variação da razão Ey/Ex em função da posição no eixo do x (desde a posição nº 1, x=-1080cm, do dia 09/07/2010 até à posição nº 63, x=460, do dia 22/11/2010).


58 | P á g i n a

Figura 57 – Variação da razão Ey/Ez em função da posição no eixo do x (desde a posição nº 1, x=-1080cm, do dia 09/07/2010 até à posição nº 63, x=460, do dia 22/11/2010).


59 | P á g i n a

6. CONSIDERAÇÕES FINAIS

Neste relatório descreveram-se os trabalhos realizados no LNEC no período de 26 de Outubro

de 2010 a 30 de Novembro de 2010.

Este trabalho consistiu essencialmente na:

o Aprendizagem dos procedimentos de ensaios em modelo físico;

o Realização de ensaios em modelo físico com vista à recolha de dados de:

o Elevação da superfície livre e da velocidade das partículas, para várias

condições de agitação incidente, correspondentes às posições dos

instrumentos ao longo do canal desde 340 cm até 520 cm (9 posições). Assim,

para cada posição, foi efectuado 1 ensaio correspondente a 15 condições de

agitação incidente. No total, foram efectuados 135 ensaios;

o Velocidade das partículas ao longo da profundidade, para várias condições de

agitação incidente, correspondentes às posições dos instrumentos ao longo do

canal especificamente em -1000 cm, -500 cm, -150 cm e -100 cm (4 posições).

Assim, para as posições anteriores, foram efectuados 5, 4, 3 e 2 ensaios,

respectivamente, correspondentes a 7 condições de agitação incidente. No

total, foram efectuados 98 ensaios;

o Análise temporal da série de valores de velocidade das partículas segundo o eixo x (ux),

para cada condição de agitação, cada profundidade z e ao longo da posição em x do

canal através da utilização dos programas xyz1z2etaVetaL.vi e MinMedMax.vi (Endres,

2010);

o Análise estatística da série de valores de velocidade das partículas segundo os eixos x

(ux),desde a posição x=340 cm até x=460 cm, através da metodologia desenvolvida por

Reis (2010);

o Caracterização das distribuições bidimensionais das componentes da velocidade nos

planos xy, xz e yz, fazendo uma análise da distribuição das componentes de velocidade

das partículas em cada ponto ao longo do canal, desde a posição x=340 cm até x=460

cm.

o Estabelecimento de uma metodologia para a análise de perfis de velocidade, para cada

condição de agitação, ao longo da posição em x do canal;


60 | P á g i n a

o Aplicação da metodologia aos dados obtidos nos ensaios realizados e análise dos

resultados obtidos;

o Realização do presente relatório.


61 | P á g i n a

7. REFERÊNCIAS BIBLIOGÁFICAS

Endres (2010) – Programas xyz1z2etaVetaL.vi (a) MinMedMax.vi (b) em Labview 8.5: (a)

Conversão de valores medidos em Volt para cm/s e cm, de velocidades e elevações,

respectivamente; e (b) Identificação temporal de ondas, valores médios de mínimos, médios e

médios de máximos.

Fortes, C.J.E.M.; Pinheiro, L.; Santos, J.A. (2010) – Análise temporal, espectral e de erros no

pacote SOPRO. Aplicações. 10º Congresso da Água – Marcas d’Água, Algarve, 21 a 24 de

Março.

Saiote, R. (2010) - Relatório de Estágio – LNEC – 15 de Julho a 30 de Setembro. LNEC,

Setembro.

Reis, R. (2010) – Relatório de Estágio – LNEC – 6 de Setembro a 18 de Outubro. LNEC, Outubro.


62 | P á g i n a

ANEXO A - Relatório de procedimentos para

ensaios com o ADV


63 | P á g i n a

Equipamento:

Na Observation box:

CPU 1 (TOSHIBA portatil)

Geração de ondas (Labview)

Junto ao canal:

CPU2 (Torre)

Recolha de dados (Vectrino & Signal express - National instruments)

Hardware

Placa da National Instruments

Transferência de dados analógicos para digital

Password’s dos CPU’s:

CPU1 – lnec1700

CPU2 – Apenas carregar em ok (Sem password) (Atenção carregar F1 para inciar computador, acertar sempre a hora deste computador!)


64 | P á g i n a

Passo 1 – Ligações

Na caixa junto ao canal:

1. Ligar a alimentação na tomada que está no chão

2. Ligar o botão superior direito (Master Switch – botão preto)

3. Ligar à esquerda o botão no sistema de geração (botão National Instruments) (automaticamente liga a luz amarela, e depois liga a luz verde quando está pronto e desaparece ficando ligado amarelo no “Ready” (quando a geração está a ser feita a luz passa a acender no “Active”)

Na caixa por trás do canal:


65 | P á g i n a

1. Ligar o interruptor 1 (está ao lado da ficha)

2. Esperar que apareça o código “bb” no display

3. Ligar o interruptor 2 (mais à esquerda)

4. Acende uma luz vermelha a piscar e aparece na luz de código “Ab” no display (este é um sinal de segurança para não sobreaquecer o quadro)

5. Ligar o interruptor 3

6. Acende uma luz com o código “AF” no display

7. Para desligar o quadro fazer o percurso inverso à ligação do quadro

1 2

3


66 | P á g i n a

CPU1:

11. Ligar o computador – a password é “lnec1700”

12. Ligar o cabo USB azul ao computador, só quando este já tiver iniciado totalmente.

a. Deve evitar-se utilizar a porta USB do meio dado que tem apresentado problemas ao se ligar os equipamentos.

Display


67 | P á g i n a

Ligações junto ao CPU2:

1. Verificar a se todos os instrumentos estão ligados na extensão que está colocada no chão (instrumentos: box, placa da National Instruments, monitor, computador, Vectrino) (figura abaixo)


68 | P á g i n a

2. Verificar se estão os instrumentos ligados na extensão (ficha tripla na figura abaixo):


69 | P á g i n a

3. Verificar se as sondas 1 (de nível ao largo) e sonda 2 (de nível junto ao ADV) estão ligadas na box de acordo com a figura abaixo:

4. Verificar se os fios das sondas de nível 1 e 2 que saem da box estão ligados à placa da National Instruments (a sonda 1 corresponde ao canal 6 e a sonda 2 corresponde ao canal 5 da placa da National Instruments) (figura abaixo)


70 | P á g i n a

5. Verificar as ligações do ADV para a placa da National Instruments (no ADV: x(1) no canal 1 da placa, y(2) no canal 2 da placa, z1(3) no canal 3 da placa, z2(4) no canal 4 da placa e ground (5) no negativo da placa (terra) juntamente com o negativo das sondas de nível e dos canais do ADV) (figuras abaixo)


71 | P á g i n a

6. Verificar as ligações USB atrás do CPU2, uma da placa da National Instruments (fio azul) e a outra do ADV, como na figura abaixo! Não trocar o local porque senão muda a porta de ligação ao Vectrino!


72 | P á g i n a

CPU 2:

1. Verificar mais uma vez se está tudo ligado e pronto a iniciar o computador


73 | P á g i n a


74 | P á g i n a

Passo 2 - Configuração do CPU1 como

gerador de sinal:

1. Quando se liga o cabo USB azul, o software “LabVIEW SignalExpress” inicia automaticamente. (Se este não ligar clicar em “Start” -> “Programs” -> “National Instruments” -> “LabVIEW SignalExpress” -> “LabVIEW SignalExpress”)

2. Clicar na entrada analógica (aquela que tem o circulo vermelho na figura abaixo)

3. Depois da entrada ficar highlighted (verde) clicar em OK para o LabVIEW entrar

Primeira vez:

No LabVIEW:

13. NÃO ESQUECER, clicar em “STOP” na barra de ferramentas

14. Right click no “DAQmx Acquire” e fazer delete (Quando se inicia o programa através do menu iniciar não é necessário este passo)


75 | P á g i n a

15. Tem que se colocar o software “LabVIEW SignalExpress” sem projectos

16. Fazer right click à esquerda (o mesmo que clicar em “add step”)

Clicar em “Create Signals” -> “Create analog signal”

No separador “Configuration”, em “Signal type”, escolher “DC signal” e seleccionar 0.0000 de Offset(v)


Clicar em “Load/Save Signals” -> “Analog Signals” -> “Load from ASCII”


76 | P á g i n a

18. Escolher o ficheiro da onda a gerar em “Import file path” e seleccionar “All files” para que se consiga visualizar todos os ficheiros das ondas

Escolher, por exemplo, o ficheiro T25H18_V472_novo.dat (Atenção! Os dados de entrada aqui devem ser voltagens!)


77 | P á g i n a

19. No separador “Import Signals”:

Fazer “check” à “Column 2”

Em “Input x value” e seleccionar a “Column 1”


78 | P á g i n a


Clicar em “Generate Signal” -> “DAQmx Generate” -> “Analog Output” -> “Voltage”

21. Vai aparecer uma janela – escolher o canal “ao0” e clicar em “ok”


79 | P á g i n a

22. No separador “Configuration”

Clicar em “Generate Mode”

Seleccionar “Continuous Sample”

23. No separador “Advanced Timing”

Clicar em “Regenerate Mode”

Selecionar “Do not allow regeneration”

24. Verificar se os menus estão pela seguinte ordem:


80 | P á g i n a

25. Para começar a geração da onda clicar em “DAQmx Generate”

Clicar no “triângulo virado para baixo” e seleccionar a “Column 2” da onda a gerar

Próximas vezes:

No LabVIEW:

26. Seleccionar “File” -> “Open Project”

Ir à pasta “VecNivCan” e abrir o ficheiro “gerador.seproj”


81 | P á g i n a

27. Clicar duplamente em “DAQmx Generate” para visualizar a onda a ser gerada

28. Passo 3 – Configuração do CPU2 para aquisição de dados:

29. Ligar o CPU2

30.Clicar F1 se apresentar mensagem de erro ao inciar

31.Quando pedir a password clicar em “ok” (não tem password)

32.Colocar hora e data certas

33.Na pasta VecNivCan, criar uma nova pasta onde os ficheiros de registo vão ser guardados, tendo um nome com o formato DDMMAAAA


82 | P á g i n a

34.Actualizar o ficheiro “Diário dos ensaios ADV.doc”, que se encontra na pasta VecNivCan, com todos os dados do dia em que se está a efectuar o ensaio.

35.Clicar no icon do software Vectrino, que se encontra no Desktop


83 | P á g i n a

36.Clicar em “Communication”, na barra de ferramentas

37.Clicar em “Serial port” e verificar se os valores estão como na figura abaixo (deve funcionar tudo bem com os valores que estão na figura abaixo, caso contrario tem que se experimentar vários valores)

38.Clicar em “Communication”, na barra de ferramentas

Clicar “terminal emulator”

E no menu em “send break” para verificar se o ADV está a comunicar bem com o CPU2 (se estiver a comunicar bem, no ecrã vai aparecer algo do género Nortek qualquer coisa como na figura abaixo)


84 | P á g i n a

39. Clicar em “Data collection”

Depois em “Edit configuration” (também pode ser icon que tem o desenho de uma mão com uma folha e colocar as opções da configuração como na figura abaixo

40.Seguidamente clicar em “Apply” e depois em “Update”


85 | P á g i n a

41.Seguidamente iniciar a visualização dos valores do ADV com o Vectrino, clicar no icon com a seta azul para baixo (para desligar clicar no icon da seta vermelha para cima)

42.Verificar os parâmetros da correlação (próximos dos 90), distância ao fundo (se os valores fazem sentido), SNR (próximo dos 15-20) e qualidade (maior possivel)

43.Na janela principal do vectrino clicar sobre o eixo y de qualquer um dos gráficos e colocar a escala de +100 a –100

44.Clicar em “Start” -> “Programs” -> “National Instruments” -> “LabVIEW SignalExpress” -> “LabVIEW SignalExpress”)

45.Com o botão direito do rato clicar na janela branca do lado esquerdo e, como na figura abaixo, clicar em “Aquire Signals” -> “DAQmx Acquire” -> “Analog Input” -> “Voltage”


86 | P á g i n a

46.Seleccionar os canais de 0 a 5 e clicar em “ok”


87 | P á g i n a

47.Colocar as settings na janela como na figura abaixo (Samples to read: 25; Rate: 25Hz)


88 | P á g i n a

48.Clicar no separador Data View

Clicar com o botão direito do rato na janela escura e escolher Data View -> Add Display Below

Na janela superior, clicar com o botão direito do rato na janela superior do data view e seleccionar “Signals” -> “Add Signals” e adicionar desde o sinal “Voltage – cDAQ1Mod1_a0” até ao “Voltage – cDAQ1Mod1_a3”


89 | P á g i n a

49. Na janela inferior, clicar com o botão direito do rato na janela superior do Data View e seleccionar “Signals” -> “Add Signals” e adicionar o sinal “Voltage – cDAQ1Mod1_a4” e “Voltage – cDAQ1Mod1_a5”

Próximas vezes:

50. Ligar o CPU2

51.Clicar F1 se apresentar mensagem de erro ao iniciar

52.Quando pedir a password clicar em “ok” (não tem password)

53.Colocar hora e data certas

54.Na pasta VecNivCan, criar uma nova pasta onde os ficheiros de registo vão ser guardados, tendo um nome com o formato DDMMAAAA


90 | P á g i n a

55.Actualizar o ficheiro “Diário dos ensaios ADV.doc”, que se encontra na pasta VecNivCan, com todos os dados do dia em que se está a efectuar o ensaio.


91 | P á g i n a

No software Vectrino:

56. Seleccionar “File” -> “Open configuration”

Ir à pasta “VecNivCan” e abrir o ficheiro “Configuração vectrino.dep”

57.Clicar na barra de ferramentas onde diz comunication

Clicar “terminal emulator”

E no menu em “send break” para verificar se o ADV está a comunicar bem com o CPU2 (se estiver a comunicar bem, no ecrã vai aparecer algo do género Nortek qualquer coisa como na figura abaixo)

58. Clicar em “Data collection”

Depois em “Edit configuration” (também pode ser icon que tem o desenho de uma mão com uma folha e colocar as opções da configuração como na figura abaixo

59.Seguidamente clicar em “Apply” e depois em “Update”



92 | P á g i n a


62.Verificar os parâmetros da correlação (próximos dos 90), distância ao fundo (se os valores fazem sentido), SNR (próximo dos 15-20) e qualidade (maior possível)

63.Na janela principal do vectrino clicar sobre o eixo y de qualquer um dos gráficos e colocar a escala de +100 a –100


93 | P á g i n a

No software LabVIEW SignalExpress:

64. Seleccionar “File” -> “Open Project”

Ir à pasta “VecNivCan” e abrir o ficheiro “gravador.seproj”

65. 66. 67. Passo 4 – Colocação do ADV na posição correcta

68. Ainda com o canal sem água, colocar o ADV na posição do canal em que se vai efectuar os

ensaios.

Este tem que estar centrado com o canal e ao meio da coluna de água. Para isso utiliza-se uma fita métrica para o colocar na posição correcta.


94 | P á g i n a

Também se tem que utilizar um nível para verificar a sua verticalidade, e corrigi-la se necessário.

69. 70. 71.


95 | P á g i n a

72. 73. 74. 75. 76. 77. 78. 79. 80. Passo 5 – Encher o canal com água do reservatório

81. Abrir a válvula de entrada e saída de água do canal

82. Verificar se as válvulas estão fechadas


96 | P á g i n a

83. Verificar se a válvula de retorno está fechada


97 | P á g i n a

84. Bombear a água do local onde está a bomba de modo a que não entre na correia

Ligar a ficha que está no chão junto ao reservatório

Desligar a ficha quando se começa a ouvir o ar a entrar na bomba


98 | P á g i n a

85. Carregar no botão verde para encher o canal


99 | P á g i n a

86. Quando o canal estiver com o nível de água correcto, carregar no botão vermelho para parar de bombear água para o canal

87. Fechar a válvula de entrada e saída do canal

88. Para retirar a água do canal, abrir a válvula de entrada do canal e a de retorno

Passo 6 – Ensaios

Notas:

1. Poderá ser necessário gerar uma ou duas ondas de grande período e altura com o

Vectrino ligado para que o ADV comece a detectar bem as partículas em suspensão na água. Escolher, por exemplo a onda T25H18. (Normalmente, se for água do reservatório, não é preciso, mas se for água da rede, talvez seja melhor).

2. Nunca se deve interromper o ensaio quando este já começou, evitando assim que a pá fique fora da posição zero inicial.


100 | P á g i n a

3. Verificar periodicamente se o motor do batedor está a aquecer demasiado! Se ao meter a mão no motor, este queimar, tem que se parar um pouco para deixar o motor aquecer.

4. Caso o motor sobreaqueça, o sistema desliga-se automaticamente para evitar que sejam causados danos no hardware. Nesse caso, aparecerá a mensagem “F219” no display, na caixa atrás do canal. Para resolver este problema, tem que se recorrer às soluções apresentadas no final do relatório de procedimentos e esperar que o motor alcance arrefeça.

5. Verificar sempre se a sonda de nível junto ao ADV está a registar as voltagens correctas (observar na janela inferior do Data View do CPU2 se não existem rectas quando estão a ser geradas ondas)

Procedimento para cada geração de onda:

89. No software “LabVIEW SignalExpress”, do CPU1, fazer duplo click em “Load from ASCII” e no separador “Parse file”, clicar em “input file path”

Seleccionar “All files” para que se consiga visualizar todos os ficheiros das ondas e escolher o ficheiro de onda a gerar

90. Em “DAQmx Generate”


101 | P á g i n a

Clicar no “triangulo virado para baixo” e seleccionar a “column 2” do ficheiro da onda que se quer gerar

91. Em simultâneo:

No CPU1 Clicar em “Run”

No CPU2 clicar em “Record” (se não estiver já, fazer check a “Voltage” na janela que aparece) e clicar em “OK”

92. Clicar em “Stop” quando acabarem os 10 minutos de ensaio


Right click em “Voltage” e seleccionar “Convert to ASCII”

Seleccionar a pasta do dia em que se está a fazer os ensaios dentro da pasta VecNivCan, e o nome do ficheiro tem o formato T(período)H(altura)_(posição)

Fazer right click no ficheiro que foi gravado no LabVIEW SignalExpress no canto inferior esquerdo do ecrã e clicar em delete

94. Verificar o nível de água e corrigi-lo se for necessário

95. Repetir o processo para a onda seguinte

Passo 7 – Calibração das sondas de nível e

registo das constantes de calibração


102 | P á g i n a

96. Quando todos os ensaios do dia estiverem concluídos, abrir o ficheiro “calibracao diogo

endres.xls”, que se encontra na pasta VecNivCan, no CPU2

97. Criar um novo registo para o dia, copiando o do dia anterior (para que as fórmulas de cálculo das constantes de calibração se mantenham nas células correctas) e apagar os valores correspondentes aos níveis do dia anterior

98. Ajustar as sondas de nível ao largo e do ADV, às posições em que se vai efectuar a leitura dos valores de voltagem (o valor do nível é lido numa chapa como a da figura abaixo)


103 | P á g i n a

99. Registar os valores médios de voltagem das sondas de nível, indicados no software “LabVIEW SignalExpress”, no ficheiro “calibracao diogo endres.xls”


104 | P á g i n a

100. Se tudo correu bem, os valores das constantes, dados pelas células com fundo verde, serão à volta de 3


105 | P á g i n a

101.Programas para análise dos resultados

1. Abrir o programa “xyz1z2etaVetaL.vi” em labview

2. Clicar na “seta” em cima para correr o programa

3. Abrir o ficheiro de dados extraído das sondas (este ficheiro tem 6 colunas)

4. Colocar os parametros de calibração das duas sondas de nível. Estes valores mudam todos os dias.


106 | P á g i n a

5. Escolher o início a 120s e a duração a 240s.

6. Clicar “pressione para gravar”

7. Gravar o ficheiro de resultados com o nome original do ficheiro dos dados de origem e adicionar “_VHT” ao nome do ficheiro de resultados


107 | P á g i n a

8. Abrir o programa “MinMedMax.vi” em Labview

9. Clicar na seta para correr o programa e abrir o ficheiro “VHT” criado no programa anterior (xyz1z2etaVetaL.vi)

10. Fazer “print screen” dos resultados do MinMedMax.vi e gravar ficheiro na pasta do dia que se está a utilizar


108 | P á g i n a

11. Em seguida, ir à pasta “ANOIAGI” que está dentro da pasta VecNivCan e abrir “anoiagi.mdb”

12. Com o Access aberto, clicar duplamente em “Abre_Proj”

13. Clicar duplamente em New Project


109 | P á g i n a

14. Clicar em “Sim” no aviso que aparecer

15. Escolher “Novo Projecto” de entre a lista de projectos (normalmente está sempre no fim da lista)

16. Clicar em Open Project

17. Em “Project”, inserir no nome do projecto com o formato ADV_DDNomeDoMês (na figura abaixo está “ADV_12Julho”)


110 | P á g i n a

18. Em “Data”, verificar que todos os valores estão conforme a figura em seguinte

19. Em “Run ANOI”

Definir a pasta em que estão os ficheiros a processar

Seleccionar todos os ficheiros “qualquercoisa_VHT.txt”

Clicar em “Write data file for ANOI”

Clicar em “Run ANOI”


111 | P á g i n a

20. Deixar correr o ANOIAGI.exe na linha de comandos e premir uma tecla quando terminar

21. Por fim, os dados que se querem estão no ficheiro “Resultados_Totais.res”, que se encontra na pasta ANOIAGI\AN_qualquercoisa (neste caso será a pasta AN_291_ADV_12Julho)

a)

b) c)

d)


112 | P á g i n a


113 | P á g i n a

102.Em caso do batedor parar na posição errada

Notas:

1. Nunca desligar o quadro quando a pá parar fora do zero inicial. Só mesmo em caso

das seguintes soluções não resolverem o problema.

Solução nº 1:

103. Ir à caixa atrás do canal e colocar o display em “Ab”

104. Se este não passar automaticamente para “Ab”, clicar no interruptor “S1” para fazer reset à mensagem de erro

105. No CPU1, seleccionar “DC signal”, em “DAQmx Generate”


114 | P á g i n a

106. Clicar em “Run”, esperar 2 ou 3 segundos e clicar em “Stop”

107. Ir à caixa atrás do canal e colocar o display em “AF”.

108. Caso tudo corra bem, a pá deve voltar à posição inicial. Caso contrário, tem que se recorrer à solução nº 2

Solução nº 2:

109. Ir à caixa atrás do canal desligar tudo

110. Esperar 15 segundos e voltar a ligar os interruptores 1 e 2 até aparecer “Ab” no display na caixa atrás do canal



113. Voltar à Box atrás do canal e desligar tudo

114. Em seguida, ligar tudo até aparecer “AF” no display na caixa atrás do canal

115. No CPU1, ir à pasta “Desktop\COI3\Recover_Position_Lost_Zero_Memory.vi”


115 | P á g i n a

116. Clicar em “Run”

117. Esperar que o programa pare automaticamente e ler valores, que têm que estar entre 0.04 e 0.06

118. Voltar a desligar todos os interruptores na caixa atrás do canal

119. Esperar 15 segundos e voltar a ligar os interruptores 1 e 2 até aparecer “Ab” no display na caixa atrás do canal



122. Voltar à Box atrás do canal e desligar tudo

123. Em seguida, ligar tudo até aparecer “AF” no display na caixa atrás do canal

124. Agora o problema deve estar resolvido e a pá na sua posição inicial


116 | P á g i n a

relatório de estágio - lnec

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