xl06ma01 canal aberto

CANAL ABERTO MODULAR

MODELO XL06

LABTRIX INDSTRIA DE BANCADAS TCNICAS LTDA

Rua Joaquim Sanfins, 160 - Pq. Empresarial A. Corradini

Itatiba/ SP - CEP: 13.257-587 - Fone / Fax: (11)4534-4292

2013

Bancadas d idticas e industriais

PLANTA DE CONTROLE DE PROCESSOS XL25MA01-0

XL25 FOLHA 2 de 36

Manual de Experimentos DATA: 14/12/12

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SUMRIO

1. DESCRIO ........................................................................................................................................... 6

2. FAMILIARIZAO COM O EQUIPAMENTO ............................................................................ 10

2.1. Canal ........................................................................................................................................... 10

2.2. Reservatrios de Entrada de Sada .................................................................................. 11

2.3. Sistema de Recirculao de gua .................................................................................... 11

2.4. Acessrios ................................................................................................................................. 12

2.4.1. Comporta de Fundo ................................................................................................ 12

2.4.2. Vertedores .................................................................................................................. 12

2.4.3. Piezmetro .................................................................................................................. 15

2.4.4. Limnmetro ................................................................................................................. 15

3. EXPERIMENTOS ................................................................................................................................. 16

3.1. Operao Geral e Instalao de Acessrios ................................................................. 16

3.2. Comporta de Fundo - Descarga Livre ............................................................................ 19

3.3. Comporta de Fundo - Descarga Afogada .................................................................... 21

3.4. Escoamento Rapidamente Variado - Ressalto Hidrulico ...................................... 23

3.5. Vertedor Retangular com Contrao Lateral ............................................................... 25

3.6. Vertedor Cipolletti ................................................................................................................. 28

3.7. Vertedor Triangular ............................................................................................................... 30

3.8. Vertedor de Parede Espessa .............................................................................................. 32

TERMO DE GARANTIA ............................................................................................................................ 36



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LISTA DE FIGURAS

FIGURA 1.1 - FOTO DO CANAL ............................................................................................................. 6

FIGURA 2.1 DISPOSIO GERAL DOS ELEMENTOS DA PLANTA ........................................ 10

FIGURA 2.2 DISPOSITIVO DE AJUSTE DE INCLINAO E ESCALA ...................................... 10

FIGURA 2.3 RESERVATRIO DE ENTRADA, DE SADA E COMPORTA DE JUSANTE ..... 11

FIGURA 2.4 BOMBA, ROTMETRO E BOTOEIRA. ...................................................................... 11

FIGURA 2.5 COMPORTA DE FUNDO .............................................................................................. 12

FIGURA 2.6 BASE SUPORTE DE VERTEDORES DE PAREDE DELGADA ............................... 12

FIGURA 2.7 VERTEDOR RETANGULAR........................................................................................... 13

FIGURA 2.8 VERTEDOR TRIANGULAR ............................................................................................ 13

FIGURA 2.9 VERTEDOR TRAPEZOIDAL .......................................................................................... 13

FIGURA 2.10 VERTEDOR DE PAREDE ESPESSA DE CANTO VIVO ........................................ 14

FIGURA 2.11 VERTEDOR DE PAREDE ESPESSA DE CANTO ARREDONDADO ................. 14

FIGURA 2.12 PIEZMETRO DE 7 LINHAS ..................................................................................... 15

FIGURA 2.13 LIMNIMETRO ................................................................................................................ 15

FIGURA 3.1 - ROTMETRO ................................................................................................................... 17

FIGURA 3.2 - COMPORTA DE FUNDO EM DESCARGA LIVRE .................................................. 19

FIGURA 3.3 - COMPORTA DE FUNDO EM DESCARGA LIVRE .................................................. 20

FIGURA 3.4 - COMPORTA DE FUNDO EM DESCARGA AFOGADA ......................................... 21

FIGURA 3.5 - RESSALTO HIDRULICO .............................................................................................. 23

FIGURA 3.6 - FORMAO DE RESSALTO HIDRULICO ............................................................. 24

FIGURA 3.7 - VERTEDOR RETANGULAR DE PAREDE DELGADA .............................................. 25

FIGURA 3.8 - VERTEDOR RETANGULAR EM OPERAO ........................................................... 26

FIGURA 3.9 - DIMENSES DO VERTEDOR RETANGULAR DE PAREDE DELGADA ............ 27

FIGURA 3.10 - VERTEDOR CIPOLLETTI EM OPERAO .............................................................. 29

FIGURA 3.11 - DIMENSES DO VERTEDOR RETANGULAR DE PAREDE DELGADA .......... 29

FIGURA 3.12 - VERTEDOR TRIANGULAR EM OPERAO .......................................................... 31

FIGURA 3.13 - DIMENSES DO VERTEDOR RETANGULAR DE PAREDE DELGADA .......... 31



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FIGURA 3.14 - DIAGRAMA DO VERTEDOR DE PAREDE ESPESSA DE CANTO VIVO ........ 32

FIGURA 3.15 - VERTEDOR DE PAREDE ESPESSA DE CANTO VIVO EM OPERAO ....... 33

FIGURA 3.16 - VERTEDOR DE CANTO ARREDONDADO EM OPERAO ............................ 34

FIGURA 3.17 - FORMAO DE ONDAS JUSANTE DO VERTEDOR ..................................... 34

FIGURA 3.18 - FORMAO DE RESSALTO JUSANTE DE VERTEDOR ................................. 35



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LISTA DE TABELAS

TABELA 3.1 - ENSAIO DE COMPORTA DE FUNDO - DESCARGA LIVRE ................................................ 20

TABELA 3.2 - ENSAIO DE COMPORTA DE FUNDO - DESCARGA AFOGADA ...................................... 22

TABELA 3.3 - ENSAIO DE RESSALTO HIDRULICO ....................................................................................... 24

TABELA 3.4 - ENSAIO DE VERTEDOR RETANGULAR .................................................................................... 26

TABELA 3.5 - ENSAIO DE VERTEDOR CIPOLLETTI ......................................................................................... 28

TABELA 3.6 - ENSAIO DE VERTEDOR TRIANGULAR ..................................................................................... 30

TABELA 3.7 - ENSAIO DE VERTEDOR DE PAREDE ESPESSA ...................................................................... 33



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1. Descrio

O Canal Aberto XL06.1 um equipamento para estudo de escoamento de gua com

superfcie livre. Estes escoamentos tem grande aplicao prtica e o assunto faz parte da

grade curricular principalmente dos cursos de Engenharia Civil, Ambiental e Sanitria.

O equipamento consiste basicamente um canal construdo com laterais transparentes

que permitem a visualizao do escoamento, acidentes e dispositivos hidrulicos,

instrumentos de medio e um sistema de recirculao de gua (Figura 1.1).

No modelo XL06.1 o ajuste de vazo realizado atravs de um inversor de frequncia

e uma bomba trifsica e o ajuste de declividade do canal atravs de um fuso motorizado. A

alimentao sempre em 220Vac monofsico.

Figura 1.1 - Foto do Canal

Principais Experimentos:

Conservao da energia especfica

Comporta de Fundo Plana



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o Descarga Livre

o Descarga Afogada

Regimes de Escoamentos:

o Subcrtico;

o Crtico,

o Supercrtico e,

o Ressalto Hidrulico

Vertedores:

o Parede delgada

Triangular;

Retangular;

Trapezoidal (Cipolletti);

o Parede espessa:

Borda com canto arredondado

Borda com canto vivo

Medida de Velocidade:

o Tubo de Pitot;

o Levantamento do perfil de velocidades

Elementos que compe o conjunto:

Canal:

o Construdo em:

Caixas de entrada e sada em acrlico cristal 10mm;

Reservatrio de principal em polmero;

Paredes laterais em vidro temperado 10mm;

o Dimenses:

2,5 m de comprimento

0,1 m de largura

0,35 m de altura

Dimenso total de incluindo as caixas de entrada e sada: 3.25m

o Declividade ajustvel de -1% +4% (teis);

Indicao em escala visvel construda em ao inox

Ajuste por comando eletrnico disposto em botoeiras pendente;

Ajuste de declividade por motorredutor e fuso trapezoidal;



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o Caixa de entrada:

Comporta de entrada (comporta de montante), mvel (comporta de

fundo com tomadas de presso para medida de carga)

Bloco difusor para condicionamento do fluxo

Com bordas de entrada suaves

Aproximadamente 15 L

o Caixa de sada:

Com comporta de sada (comporta de jusante)

Ajuste a travs de volante com mancais e bronze e alumnio anodizado;

Com dispositivo de ajuste da vazo de sada

Graduao para medida de pequenas vazes;

Unidade de bombeamento:

o Bomba:

Centrfuga trifsica de 1CV;

Acionamento com inversor de frequncia para ajuste da vazo;

Controle por comando eletrnico disposto em botoeira pendente;

o Reservatrio principal

Em polmero de 190 litros

Tubulao em PVC

Instrumentos de Medio:

o Vazo rotmetro

Corpo construdo em policarbonato;

Internos construdos em ao inox;

o Tubo de Pitot

o Limnmetro

Escala de 200mm

Escala vernier (nnio);

Haste de medida em ao inox;

Corpo em alumnio anodizado;

o Piezmetro:

01 (um) piezmetro de sete linhas com tubos de vidro (tipo manmetro

em U invertido);



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Dimetro externo de 8 mm;

Dimetro interno de 6 mm;

Construdo em chapa de ao 1,2 mm, com pintura eletrosttica na cor

cinza texturizado RAL7035;

Escala construda em ao inoxidvel 0,8 mm com graduao impressa

em mmca;

Bloco manifold usinado em acrlico cristal;

Bloco de ligao usinado em acrlico cristal;

Proteo frontal com painel de acrlico cristal;

Permite realizar at sete medidas simultneas com coluna de 320mm;

Acompanha gancho para fixao na lateral do canal de escoamento;

Acompanha metros de mangueira pneumtica de dimetro externo 6

mm para as tomadas de presso;

o Rguas

Trs rguas em vinil transparente ao longo do canal para medio de

carga manomtrica e para nivelamento;

Rgua de graduao em vinil transparente no reservatrio de sada

para medida de pequenas vazes;

Uma rgua longitudinal em ao inox em todo comprimento do canal de

escoamento para medidas de posio do ressalto hidrulico entre

outras;

Estrutura Mecnica e Dimenses:

Estrutura em ao carbono com pintura epxi anti corrosiva;

Dimenses totais: Comprimento: 3,85m

Largura: 0,60m

Altura: 1,70m

Alimentao: 220Vac monofsico



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2. Familiarizao com o equipamento

Os elementos principais do canal de experimentos so descritos a seguir.

2.1. Canal

o principal dispositivo do equipamento e onde so realizados os experimentos propostos

neste manual.

Na Figura 2.1 mostrada o projeto estrutural do canal e pode ser observada a robustez do

mesmo.

Figura 2.1 Disposio geral dos elementos da planta

As paredes laterais so em vidro temperado em pea nica de 10 mm de espessura, 2,5 m de

comprimento e 350 mm de altura.

O fundo em material polimrico de baixa rugosidade com espessura de 15 mm.

O canal tem sua declividade ajustada por uma rosca trapezoidal acoplada a um motor. O

ajuste se d sem qualquer esforo fsico do operador pelo simples toque em um boto de comando.

A declividade pode ser ajustada de -1% a +4% com este dispositivo e conta com um indicador com

escala gravada (Figura 2.2).

Figura 2.2 Dispositivo de Ajuste de Inclinao e Escala



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2.2. Reservatrios de Entrada de Sada

Os reservatrio de entrada e de sada so construdos em acrlico transparente de 10 mm de

espessura.

O reservatrio de entrada tem geometria adequada para reduzir as ondas transversais e

turbulncias na entrada do canal (Figura 2.3).

O reservatrio de sada tem uma comporta de janela acoplada que proporciona uma seco

de controle na sada do canal. Esta comporta til para definir os regimes de escoamento no canal e

a formao de ressaltos e ajustada por uma rosca de fcil acionamento.

Figura 2.3 Reservatrio de Entrada, de Sada e Comporta de Jusante

2.3. Sistema de Recirculao de gua

O sistema de recirculao formado por uma bomba centrfuga com acionamento a

velocidade varivel, um reservatrio principal ("bulk"), um rotmetro e vlvulas acessrias.

Os acionamentos eltricos de velocidade da bomba e inclinao so acessveis por uma

botoeira pendente. Os controles disponveis so um boto de emergncia, habilitar inversor,

sinaleiro de inversor habilitado, ajuste de vazo, habilitar declividade, sobe e desce. (Figura 2.4)

Figura 2.4 Bomba, rotmetro e botoeira.



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2.4. Acessrios

So descritos a seguir os acessrios que acompanham o equipamento.

2.4.1. Comporta de Fundo

A comporta de fundo pode ser instalada no canal em qualquer seco que o usurio tenha

interesse em investigar.

A posio da comporta ajustvel por uma rosca de fcil acionamento atravs de um volante

e mostrada na Figura 2.5.

Figura 2.5 Comporta de Fundo

2.4.2. Vertedores

So fornecidos trs vertedores de parede delgada e dois vertedores de parede espessa.

Os vertedores de parede delgada so montados em um suporte atravs de quatro parafusos e

so intercambiveis podendo ser montados o vertedor retangular, o trapezoidal ou o triangular.

Na Figura 2.6 mostrada a base de montagem que pode ser instalada em qualquer ponto do

canal. Recomenda-se montar a base em torno de 30 cm a jusante de uma das rguas verticais do

canal para aproveitar a rgua como medida de carga no vertedor.

Figura 2.6 Base suporte de vertedores de parede delgada



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2.4.2.1. Vertedor Retangular

Na Figura 2.7 mostrado o vertedor retangular de parede delgada com contrao lateral e

suas dimenses. A chapa construda em ao inoxidvel e corte a laser.

Figura 2.7 Vertedor retangular

2.4.2.2. Vertedor Triangular

Na Figura 2.8 mostrado o vertedor triangular de parede delgada e suas dimenses. A chapa

construda em ao inoxidvel cortado a laser.

Figura 2.8 Vertedor triangular

2.4.2.3. Vertedor Trapezoidal

Na Figura 2.9 mostrado o vertedor trapezoidal de parede delgada e suas dimenses. A chapa

construda em ao inoxidvel cortado a laser.

Figura 2.9 Vertedor trapezoidal



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2.4.2.4. Vertedor de Parede Espessa

So fornecidos dois vertedores de parede espessa sendo um de canto vivo e um de canto

arredondado.

Na Figura 2.10 e 2.11 so mostrados os dois vertedores e suas dimenses. So construdos em

acrlico transparente e devem ser parafusados no fundo do canal.

Figura 2.10 Vertedor de parede espessa de canto vivo

Na Figura 2.10 e 2.11 so mostrados os dois vertedores e suas dimenses. So construdos em

acrlico transparente e devem ser parafusados no fundo do canal.

Figura 2.11 Vertedor de parede espessa de canto arredondado



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2.4.3. Piezmetro

O piezmetro utilizado para medir o perfil de presso na comporta de fundo tendo 7 linhas

em vidro.

A parte superior aberta para a atmosfera e na parte inferior tem-se as sete tomadas de

presso para tubo pneumtico DN6. Na Figura 2.12 mostrado o piezmetro em detalhe.

Figura 2.12 Piezmetro de 7 linhas

2.4.4. Limnmetro

O limnmetro dispositivo instalado sobre o canal e pode ser correr por toda a extenso do

mesmo e utilizado para medir a altura na linha d'gua.

composto por uma haste pontiaguda acoplada a uma escala, neste caso, com vernier para

aumentar a preciso de medida. O vernier construdo proporciona um aumento de escala de 1 para

20.

Figura 2.13 Limnimetro



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3. Experimentos

So descritos a seguir os principais experimentos que podem ser realizados no canal.

3.1. Operao Geral e Instalao de Acessrios

Objetivo:

Familiarizar-se com a operao do equipamento

Procedimento experimental

Operao:

o Encher o reservatrio principal at aproximadamente 80% da nvel total. O

enchimento pode se dar com uma mangueira colocando gua diretamente no canal

com a vlvula de esfera da sada aberta ou levantando a tampa do reservatrio.

o Uma vez cheio, abrir completamente a vlvula de esfera da sada do canal.

CUIDADO: Caso a vlvula de sada esteja fechada, poder ocorrer o

transbordamento do canal.

o No instalar qualquer acessrio no canal;

o Abrir a comporta de jusante localizada na final do canal atravs da rosca.

o Energizar o painel eltrico pela chave ON/OFF localizado esquerda do painel

eltrico.

o Na botoeira:

Habilitar o ajuste de DECLIVIDADE;

Atuar nos botes DESCE e SOBE de forma a colocar o canal com inclinao

zero (Leito horizontal);

Desabilitar o ajuste de DECLIVIDADE

Girar o ajuste de vazo todo a esquerda, zerando o ajuste de vazo;

Liberar o boto de EMERGNCIA;

Habilitar o inversor. Neste momento o sinaleiro verde dever acender;

Aumentar gradativamente o ajuste de vazo verificando o funcionamento da

bomba e a vazo indicada no rotmetro. Em um ensaio inicial, aumentar a

velocidade da bomba at 70%;

o Aguardar o reservatrio de entrada encher e ser estabelecida uma vazo no canal;

o Atuar na comporta de jusante observando a altura da lmina d'gua;

o Variar a velocidade da bomba e observar a vazo no rotmetro e consequente

elevao do nvel no canal;



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o Observe que a comporta de jusante j opera como uma seo de controle sendo um

vertedor de parede delgada sem contrao lateral;

o Habilite o ajuste de DECLIVIDADE e altere a declividade desde o extremo negativo

(adversa) at o extremo positivo, observando o comportamento da lmina d'gua.

Medida de Vazes:

o Vazes Altas - so medidas diretamente no rotmetro observando a posio da mesa

do flutuador conforme Figura 3.1.

FIGURA 3.1 - ROTMETRO

o Vazes Baixas - so medidas cronometrando o tempo de enchimento entre dois

nveis do reservatrio de sada atuando na vlvula de esfera de sada.

Instalao de Acessrios:

o O limnmetro (Figura 2.13) j foi fornecido instalado no canal.

o Vertedores de parede delgada:

Escolher o vertedor a ser instalado e parafus-lo no base de instalao;

Escolher a posio de instalao. Recomenda-se instalar no tero mdio do

canal.

Inserir o vertedor por cima, encostando a base no fundo de forma que o

conjunto fique encostado no fundo e o vertedor perpendicular ao plano do

vidro do canal;

No necessrio qualquer fixao atravs de parafusos do vertedor ao canal.

o Vertedores de parede espessa:

Deve ser instalado no centro do canal e parafusado no fundo do mesmo;

Observao:

Caso o flutuador no tenha a mesa,

orientar-se pelo topo do flutuador.

3,0

2,8

2,6

3,2

Movimento do Flutuador

Leitura Correta = 2,8 m3/h



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Note que existe uma porca instalada no fundo do canal e fornecido um

parafuso de fixao;

importante fixar o acessrio no fundo. Sem o parafuso, ao ser

estabelecida uma determinada vazo, a gua arrasta o vertedor.

o Comporta de Fundo (Figura 2.5):

Recomenda-se instalar a comporta de fundo no primeiro tero do canal;

Note que um dos lados da base da comporta tem usinagem arredondada;

Recuar a comporta totalmente antes de instalar;

Inserir a comporta por cima at que a base superior encoste na estrutura do

canal;

Gire o conjunto de forma que o canto arredondado facilite a acomodao do

mesmo na estrutura metlica superior do canal;

Atue no disco superior para regular a profundidade da comporta;



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3.2. Comporta de Fundo - Descarga Livre

Objetivo:

Estudar o perfil de escoamento em descarga livre

Introduo:

As comportas de fundo so utilizadas para controlar a vazo e/ou o nvel de

reservatrios.

Na Figura 3.2 pode ser vista o diagrama esquemtico de uma comporta deste tipo e o

perfil da lmina d'gua quando em descarga livre.

FIGURA 3.2 - Comporta de fundo em descarga livre


Preparao:

o Instalar a comporta de fundo;

o Posicionar a comporta de sada com janela plenamente aberta;

o Posicionar a comporta de fundo com abertura de aproximadamente 20mm;

Operao:

o Atravs da botoeira, acionar a bomba e estabelecer uma vazo tal que o nvel

jusante da comporta seja de aproximadamente 250 mm;

o Observar a formao do perfil de escoamento;

o Variar a vazo cuidadosamente com o objetivo de completar a Tabela 3.1.



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Tabela 3.1 - Ensaio de Comporta de Fundo - Descarga Livre

Vazo

(m3/h)

ho

(mm)

h

(mm)

h/h0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Resultados e Anlise

Espera-se que seja possvel visualizar a formao da veia contrada, conforme foto da

Figura 3.3.

Atuar na abertura da comporta de fundo e na vazo observando a influncia destas

variveis no perfil formado pelo escoamento.

FIGURA 3.3 - Comporta de fundo em descarga livre

Construir um grfico linear com a relao h/ho no eixo das ordenadas e a vazo no eixo

das abscissas.



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3.3. Comporta de Fundo - Descarga Afogada

Objetivo:

Estudar a relao entre os nveis de montante e jusante em uma comporta com

descarga afogada.

Introduo:

As comportas de fundo so utilizadas para controlar a vazo e/ou o nvel de

reservatrios.

Na Figura 3.4 pode ser vista o diagrama esquemtico de uma comporta deste tipo e o

perfil da lmina d'gua quando em descarga afogada.

FIGURA 3.4 - Comporta de fundo em descarga afogada


Preparao:




Operao:





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o Atuar na comporta de sada reduzindo a janela at que se estabelea uma descarga

afogada na comporta de fundo;

o Variar a vazo cuidadosamente com o objetivo de completar a Tabela 3.2.

Tabela 3.2 - Ensaio de Comporta de Fundo - Descarga Afogada

Vazo

(m3/h)

ho

(mm)

h

(mm)

h/h0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Resultados e Anlise

Atuar na abertura da comporta de fundo e na vazo observando a influncia destas

variveis no perfil formado pelo escoamento.

Construir um grfico linear com a relao h/ho no eixo das ordenadas e a vazo no eixo

das abscissas.



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3.4. Escoamento Rapidamente Variado - Ressalto Hidrulico

Objetivo:

Obter um ressalto hidrulico e avaliar a perda de energia no ressalto.

Introduo:

O ressalto hidrulico um fenmeno no qual um escoamento torrencial (super crtico)

passa para um escoamento fluvial (sub crtico) de forma abrupta, causando na maioria dos

casos uma grande perda de energia, conforme ilustrado na Figura 3.5.

Ocorre uma brusca elevao do nvel dgua em um uma pequena distncia e

caracterizado por ondulaes e grande turbulncia local.

FIGURA 3.5 - Ressalto Hidrulico


Preparao:




Operao:



o Atuar na comporta de sada, reduzindo a janela de forma a observar a formao do

ressalto que avana em direo comporta de fundo.

o Atravs do controle da vazo na bomba ou da janela da comporta de sada, o ressalto

pode ser posicionado em praticamente qualquer ponto do canal e em diversas

intensidades.

o Medir a vazo no rotmetro e com auxlio do limnmetro as alturas h1 e h2,

completando a Tabela 3.3.



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Tabela 3.3 - Ensaio de Ressalto Hidrulico

Vazo

(m3/h)

h1

(mm)

h2

(mm)

V1

(m/s)

V2

(m/s)

Fr1 Fr2

1

2

3

4

5

Resultados e Anlise

Completar a tabela 3.3, calculando as velocidades V1 e V2 e os respectivos nmeros de

Froude Fr1 e Fr2.

Estimar a perda de carga pela expresso:

Para canais retangulares, a expresso reduzida para:

Comparar as medidas experimentais com as previses tericas para as alturas

conjugadas:

Conhecendo h1:

Conhecendo h2:

FIGURA 3.6 - Formao de Ressalto Hidrulico



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3.5. Vertedor Retangular com Contrao Lateral

Objetivo:

Obter a curva chave de um vertedor retangular com contrao lateral

Introduo:

Os vertedores so utilizados para medir a vazo de escoamentos livres e so aberturas

transversais para queda e apresentam o mesmo fundamento terico dos orifcios de grandes

dimenses.

Na Figura 3.7 mostrado o diagrama esquemtico de um vertedor de parede delgada

e a forma geral da veia lquida.

FIGURA 3.7 - Vertedor Retangular de Parede Delgada


Preparao:

o Instalar o vertedor retangular na base;

o Instalar o conjunto no tero mdio do canal;


Operao:

o Atravs da botoeira, acionar a bomba e estabelecer uma vazo tal que o vertedor no

seja completamente inundado;

o Na botoeira, atuar no controle da bomba, completando a Tabela 3.4 relacionado a

vazo com a altura H da lmina d'gua;

o Baixas vazes devero ser medidas pelo tempo de enchimento entre dois nveis

previamente estabelecidos do reservatrio de sada.



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Tabela 3.4 - Ensaio de Vertedor Retangular

H

(mm)

Vazo

(m3/h)

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Resultados e Anlise

Espera-se um comportamento similar ao da foto da Figura 3.8.

FIGURA 3.8 - Foto do Vertedor Retangular em operao

Construir um grfico linear com a vazo no eixo vertical e altura H no eixo horizontal.

Esta a curva de calibrao do vertedor e pode ser estimada uma expresso geral

adotando uma curva e regresso numrica com auxlio de uma planilha eletrnica.



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O modelo proposto por Francis em 1905 estabelece que:

- sem contraes laterais

- com contraes laterais

Onde:

L - largura da soleira em m

H - altura da lmina dgua acima da soleira em m

Q - vazo em m3/s

As dimenses do vertedor retangular esto disponveis na Figura 3.9.

FIGURA 3.9 - Dimenses do Vertedor Retangular de Parede Delgada



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3.6. Vertedor Cipolletti

Objetivo:

Obter a curva chave de um vertedor trapezoidal

Introduo:

O vertedor trapezoidal proposto por Cipolletti busca obter uma geometria em que as

contraes laterais so compensadas e a equao de Francis possa ser utilizada em sua

verso inicial.


Preparao:

o Instalar o vertedor trapezoidal na base;



Operao:



o Na botoeira, atuar no controle da bomba, completando a Tabela 3.5 relacionando a




Tabela 3.5 - Ensaio de Vertedor Cipolletti

H

(mm)

Vazo

(m3/h)

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10



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Resultados e Anlise


FIGURA 3.10 - Vertedor Cipolletti em operao


Como o vertedor trapezoidal compensa a contrao lateral, pode ser utilizado o

modelo de Francis em 1905:

- sem contraes laterais

Onde:

L - largura da soleira inferior em m


Q - vazo em m3/s

Obter por regresso um curva do tipo e comparar com o modelo proposto por Francis.

As dimenses do vertedor retangular esto disponveis na Figura 3.11.




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3.7. Vertedor Triangular

Objetivo:

Obter a curva chave de um vertedor triangular

Introduo:

O vertedor triangular utilizado para baixas vazes e seguem a mesma fundamentao

dos demais vertedores de parede delgada.


Preparao:

o Instalar o vertedor triangular na base;



Operao:







Tabela 3.6 - Ensaio de Vertedor Triangular

H

(mm)

Vazo

(m3/h)

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10



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Resultados e Anlise


FIGURA 3.12 - Vertedor Triangular em operao


Um modelo utilizado para o vertedor triangular :

Onde:

- ngulo inferior do vertedor triangular


Q - vazo em m3/s

Obter por regresso um curva do tipo e comparar com o modelo proposto.

As dimenses do vertedor triangular esto disponveis na Figura 3.13.




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32



3.8. Vertedor de Parede Espessa

Objetivo:

Visualizar o escoamento sobre um vertedor de parede espessa de canto vivo

Introduo:

O vertedor de parede espessa um degrau introduzido no fundo do canal e provoca

um aumento da velocidade sobre o degrau e um rebaixamento da linha dgua.

Na Figura 3.14 mostrado o diagrama esquemtico de um vertedor de parede espessa

utilizado como medidor de vazo. Note que deve ser mantido uma zona livre (aerado)

jusante do vertedor.

Figura 3.14 - Diagrama do vertedor de parede espessa de canto vivo


Preparao:

o Instalar o vertedor no fundo canal devendo ser parafusado na porca instalada no

centro do canal;


Operao:



o Pode-se atuar na comporta de sada de forma a



o As vazes podero ser elevadas e as medidas podero ser realizadas pelo rotmetro.



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33



Tabela 3.7 - Ensaio de Vertedor de Parede Espessa

H

(mm)

Vazo

(m3/h)

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Resultados e Anlise


FIGURA 3.15 - Vertedor de Parede Espessa com canto vivo em operao


A vazo terica para o vertedor de parede espessa :

Segundo Lesbros, considerando o atrito na soleira a equao modificada para:



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34



Onde:

L - largura da soleira, neste caso igual a largura do canal


Q - vazo em m3/s

Obter por regresso um curva do tipo e comparar com o modelo proposto.

Para o vertedor de canto arredondado, o perfil se altera ligeiramente, como o mostrado

na foto da Figura 3.16.

Figura 3.16 - Vertedor de Canto Arredondado em operao

Na Figura 3.17 pode ser vista outra foto com formao de ondas estacionrias a jusante

do vertedor de canto arredondado.

Figura 3.17 - Formao de Ondas jusante de vertedor



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Na Figura 3.18 pode ser vista outra foto com formao de ressalto hidrulico a jusante

do vertedor de canto vivo.

Figura 3.18 - Formao de Ressalto jusante de vertedor



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A Labtrix Indstria de Bancadas Tcnicas garante o funcionamento do equipamento

fornecido, por um perodo de 06 meses a contar da data da expedio destacada em nossa nota

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xl06ma01 canal aberto

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