Vertedouros: Projetos e Cálculos Hidráulicos

RECURSOS HÍDRICOS II Professora Mirian Desplanches mirianmercadoupedubr 3 VERTEDOUROS Vertedor ou Vertedouro é uma seção transversal da barragem que permite a passagem de água para jusante especialmente nas épocas de cheia 4 VERTEDOUROS DE SUPERFÍCIE PROJETO PERFIL CREAGER projeto padrão formulado pela US Army Corps of Engineers dos EUA onde a partir da carga hidráulica de projeto h e da altura do vertedouro H dimensionase a crista do vertedouro 5 VERTEDOUROS DE SUPERFÍCIE PROJETO As ordenadas y em relação à origem de um sistema cartesiano com origem O situada no ponto superior da crista pode ser calculado a partir das abcissas x através de As demais medidas e raios de curvatura do perfil Creager são 𝑥185 2ℎ085 𝑦 𝑎 0175ℎ 𝑏 0282ℎ 𝑟1 05ℎ 𝑟2 02ℎ 𝑅 025𝐻 10 VERTEDOUROS DE SUPERFÍCIE PROJETO CURVA DE DESCARGA Equação tradicional da hidráulica Q vazão m³s L largura do escoamento m h carga hidráulica m diferença de cotas entre o nível do reservatório e a cota superior da soleira c coeficiente de descarga função da carga hidráulica altura do vertedouro geometria da crista influência de pilares no escoamento entre outros 𝑄 𝑐 L ℎ32 16 𝑐 22 11 VERTEDOUROS DE SUPERFÍCIE PROJETO A existência de pilares no escoamento influencia no valor do coeficiente de descarga devido à perturbação provocada no escoamento Ao lado do pilar podem ocorrer zonas de separação do fluxo diminuindo a largura efetiva do escoamento Para pilares com cantos vivos a largura efetiva é reduzida em torno de 20 da carga hidráulica para cada pilar L largura efetiva do fluxo m L largura geométrica da calha m descontada a largura do pilar h carga hidráulica m np número de pilares 𝐿 L 02 ℎ 𝑛𝑝 12 VERTEDOUROS DE SUPERFÍCIE PROJETO Para pilares com cantos hidrodinâmicos cantos arredondados a perturbação do escoamento é bem menor Nestes casos a largura efetiva é reduzida em torno de 2 da carga hidráulica para cada pilar L largura efetiva do fluxo m L largura geométrica da calha m descontada a largura do pilar h carga hidráulica m np número de pilares 𝐿 L 002 ℎ 𝑛𝑝 13 VERTEDOUROS DE SUPERFÍCIE PROJETO Uma observação importante na escolha da largura do vertedouro é o fato de que grandes larguras diminuem a carga hidráulica sobre a soleira permitindo o uso de comportas menores porém com um custo maior na construção do vertedouro Por outro lado com a adoção de um vertedouro mais estreito aumentase a carga encarecendo as comportas para este caso Portanto a relação entre a carga hidráulica h e a largura do vertedouro L é antagônica devendo ser objeto de uma análise econômica para uma dada vazão de projeto Atividade avaliativa Resolução dos exercícios propostos 1 e 2 pertinentes à estabilidade de barragens de concreto à gravidade Resolução do exercício proposto pertinente a vertedouros 15 VERTEDOUROSBARRAGENS 16 EXERCÍCIOSVERTEDOURO Um vertedouro sem comportas deve descarregar uma vazão de 10000 m³s Sabendose que a altura máxima de carga hidráulica é de 20 m pedese a Estabelecer o número total de pilares e o respectivo espaçamento entre eles prevendose pilares hidrodinâmicos com largura de 03 m e espaçamentos máximos de 6 m Adotar c 20 b Supondo que vc tenha calculado a distância entre os pilares considerando a largura efetiva calculada no item a determine em termos percentuais a redução da capacidade de descarga do vertedouro para a situação de carga máxima 17 EXERCÍCIO 1BARRAGEM Determinar os coeficientes de segurança ao tombamento e ao escorregamento da barragem de concreto cuja seção transversal está apresentada na figura 18 EXERCÍCIO 2BARRAGEM Considere as barragens de concreto com seção transversal triangular conforme apresentadas na figura onde os valores de altura H e Z talude são os mesmos para ambas Nos dois casos há água somente à montante a Descreva por meio de uma discussão conceitual as diferenças entre as forças grandeza e ponto de aplicação atuantes em cada uma das seções b Qual dos dois sistemas é mais estável ao escorregamento Justifique