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1 ESTUDO DA EFICIÊNCIA HIDRÁULICA DE DISSIPADORES DE ENERGIA TIPO FLARING PIERS
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ESTUDO DA EFICIÊNCIA HIDRÁULICA DE DISSIPADORES DE ENERGIA TIPO FLARING PIERS
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EROSÃO DEVIDO A JATOS DEALTA VELOCIDADE
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HISTÓRICO DOS SLITBUCKETS E FLARING PIERS
•Chamados no presente estudo de Defletores em Chamados no presente estudo de Defletores em Fenda e Pilares AlargadosFenda e Pilares Alargados
•Estruturas especiais para dissipação de energia de Estruturas especiais para dissipação de energia de vertedouros de média e alta quedavertedouros de média e alta queda
•Utilizadas pela primeira vez pelos portugueses na Utilizadas pela primeira vez pelos portugueses na barragem de Cabril (barragem de Cabril (slit bucketsslit buckets))
•Em desenvolvimento na China desde a década de 70Em desenvolvimento na China desde a década de 70
•Estado da arte da engenharia chinesaEstado da arte da engenharia chinesa
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SLIT BUCKETS
QUAL SEU EFEITO ?QUAL SEU EFEITO ?
•Ocasionam dispersão longitudinal Ocasionam dispersão longitudinal do jatodo jato
•Propiciam alta eficiência na Propiciam alta eficiência na dissipação de energiadissipação de energia
•Redução da erosão para algo Redução da erosão para algo entre 1/3 e 2/3entre 1/3 e 2/3
QUAL SUA APLICAÇÃO?QUAL SUA APLICAÇÃO?
•Grandes vazõesGrandes vazões
•Alta quedaAlta queda
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SLIT BUCKETS - OBRAS
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FLARING PIERS
QUAL SEU EFEITO ?QUAL SEU EFEITO ?
•Geram escoamento com padrão Geram escoamento com padrão tridimensional com alta eficiência tridimensional com alta eficiência na dissipação de energiana dissipação de energia
•Reduziram o comprimento da Reduziram o comprimento da bacia de dissipação da barragem bacia de dissipação da barragem de Ankang em 1/3de Ankang em 1/3
QUAL SUA APLICAÇÃO ?QUAL SUA APLICAÇÃO ?
•Elevadas vazões específicas Elevadas vazões específicas (200 a 300 m³/s/m)(200 a 300 m³/s/m)
•Sempre associados a outras Sempre associados a outras estruturasestruturas
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FLARING PIERS - OBRAS
Bacia de dissipação Bacia de dissipação(submerso)
Bacia de dissipação +descarregadores de fundo
Calha em degraus (CCR)
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ESTUDOS EM MODELOREDUZIDO – UHE MAUÁ
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ESTUDOS EM MODELOREDUZIDO – ADAPTAÇÕES
Alternativa 1
Vertedouro Convencional Calha Única
Alternativa 2 Vertedouro Convencional
Calhas Individuais
Alternativa 3 Defletores em Fenda
=50% - =14,3º
Alternativa 4
Defletores em Fenda =33% - =18,9º - retangular
Alternativa 5 Defletores em Fenda
=16% - = 23,2º - retangular
Alternativa 6 Defletores em Fenda
=33% - = 10,1º - retangular
Alternativa 7
Defletores em Fenda =25% - =11,2º - em “Y”
Alternativa 8 Pilares Alargados
=70% - = 15,0º - retangular
Alternativa 9 Pilares Alargados
=50% - = 19,0º - retangular
FIGURA 1 - FOTOS DAS ESTRUTURAS ENSAIADAS
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ESTUDOS EM MODELOREDUZIDO – SLIT BUCKET
FIGURA 1 - CARACTERÍSTICAS DO JATO EFLUENTE DE DEFLETORES EM FENDA
Encontro das ondas de choque
Rabo de galo inferior
Rabo de galo superior
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ESTUDOS EM MODELOREDUZIDO – FLARING PIERS
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ESTUDOS EM MODELOREDUZIDO – FOSSA EROSÃO
Convencional Pilares Alargados com 50%
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RESULTADOS
0,80
0,90
1,00
1,10
1,20
1,30
1,40
1,50
1,600,1
0
0,2
0
0,3
0
0,4
0
0,5
0
0,6
0
0,7
0
0,8
0
0,9
0
1,0
0
a
0,8
0
0,9
0
1,0
0
1,1
0
1,2
0
1,3
0
1,4
0
1,5
0
1,6
0
0,10
0,20
0,30
0,40
0,50
0,60
0,70
0,80
0,90
1,00
Def
leto
res
em F
enda
Ret
angu
lare
sPila
res
Ala
rgad
os
Def
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Fen
da "Y
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iona
l - C
alha
Úni
ca
Con
venc
iona
l - C
alha
s In
divi
duai
s
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RESULTADOS
y = -0,0248x + 1,5649R2 = 0,9963
0,80
0,90
1,00
1,10
1,20
1,30
1,40
1,50
1,600,0
2,5
5,0
7,5
10,0
12,5
15,0
17,5
20,0
22,5
25,0
(graus)
a
0,8
0
0,9
0
1,0
0
1,1
0
1,2
0
1,3
0
1,4
0
1,5
0
1,6
0
0,10
0,20
0,30
0,40
0,50
0,60
0,70
0,80
0,90
1,00
Def
leto
res
em F
enda
Ret
angu
lare
sPila
res
Ala
rgad
os
Def
leto
r em
Fen
da "Y
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venc
iona
l - C
alha
Úni
ca
Con
venc
iona
l - C
alha
s In
divi
duai
s
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CONCLUSÕES
Obra Tipo de Barragem Hb
(m)
Hd
(m)
Q
(m³/s)
Tipo de Vertedouro
Pilares Alargados
Geheyan Arco de concreto a Gravidade 151 - 17.060 Vertedouro de superfície
Ankang Concreto a Gravidade 128 - 37.000 Vertedouro de superfície
Dachaoshan Concreto Compactado com Rolo 115 - 23.800 Vertedouro em degraus
Wuqiangxi Concreto a Gravidade 84,5 - 55.962 Vertedouro de superfície
Yantan Concreto a Gravidade 76 60,40 32.760 Vertedouro de Superfície
Shuidong Concreto Compactado com Rolo 57 - 8.232 Vertedouro em degraus
Defletores em Fenda
Shuibuya Enrocamento com Face de Concreto 234 171,00 15.243 Rápido
Hongjiadu 182 - 6.996 Rápido
Longyangxia Arco de Concreto a Gravidade 178 - 2.247* Rápido
Dongfeng Arco de Concreto 162 77,78 1.080* Descarregadores intermediários
Dongjiang Arco de Concreto 157 99,25 1.450* Rápido
Lijiaxia Arco de Concreto 155 113 2.155* Descarregador na ombreira
Geheyan Arco de Concreto a Gravidade 151 77,1 1.013* Descarregadores intermediários
Xibeikou 95 78,89 2.233* Rápido
Nanyi Concreto a Gravidade - - - Vertedouro de superfície
Xiongdu Arco de Concreto - - - Descarregador
QUADRO 1 - BARRAGENS ONDE OS PILARES ALARGADOS E DEFLETORES EM FENDA FORAM ADOTADOS
FONTE: GAO, LIU & GUO (2000) E GUO ET AL. (2006) NOTA: *VAZÃO TOTAL DE UM VÃO
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CONCLUSÕES
-350000
-300000
-250000
-200000
-150000
-100000
-50000
0
50000
100000
150000
200000
250000
300000
350000
Alt
1
Alt
2
Alt
3
Alt
4
Alt
5
Alt
6
Alt
7
Alt
8
Alt
9
V (m
³)
Volume de Material Erodido Volume de Material Depositado Material Arrastado
