Aula 14 e 15 - Ressalto hidráulico.pdf

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Hidráulica II – 6CIV039

Aula 13:

Problemas típicos de energia específica

Prof. Caio Victor Lourenço Rodrigues2014


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Prof. Caio Rodrigues 2

1. Introdução;2. Descrição do ressalto;

3. Tipos de ressalto;

4. Força específica;

5. Alturas conjugadas;

6. Perda de carga no ressalto;

7. Exercício.

Hidráulica II


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Hidráulica II Prof. Caio Rodrigues 3

1. Introdução

• Transição de torrencial para fluvial;

• Elevação brusca do nível da água em uma curta

distância;

• Grande perda de energia;

• Aplicações:

Dissipador de energia cinética;

Misturador de soluções químicas (calhas Parshall de

ETA).


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2. Descrição do ressalto

• Simplificação:

• Canais horizontais e baixa declividade;

• Redução da velocidade;

• Há redução da linha de energia (carga total), ou seja,

perda de carga;

• Grande turbulência;

• Agitação favorece a penetração de ar (bolhas de ar);

•

Alturas conjugadas:y1 (montante - torrencial);y2 (jusante – fluvial);y2-y1: altura do ressalto.


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3. Tipos de ressaltos

Os ressaltos são verificados em função de Fr na seção 1

(torrencial):

1. Ressalto ondulado (1 < Fr1 < 1,7);

2. Ressalto fraco (1,7 < Fr1 < 2,5);

3. Ressalto oscilante (2,5 < Fr1 < 4,5);

4. Ressalto estacionário ou ordinário (4,5 < Fr1 < 9,0);

5. Fr1 > 9,0.


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1. Ressalto ondulado (1 < Fr1 < 1,7);

2. Ressalto fraco (1,7 < Fr1 < 2,5):

Não são ressaltos propriamente ditos.

3. Ressalto oscilante (2,5 < Fr1 < 4,5):

Ressalto típico.

4. Ressalto estacionário ou ordinário (4,5 < Fr1 < 9,0):Grande perda de energia;Utilizado como dissipadores de energia.

5. Fr1 > 9,0.É um grande dissipador de energia;Mas apresenta muitos efeitos colaterais.


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4. Força específica

Do ressalto ondulado para o estacionário (ordinário)

verifica-se que o escoamento vai se tornando mais

bruscamente variado.

Mudança brusca na força hidrostática;Forças atuantes:

Para canais com baixa declividade e conservação daquantidade de movimento:

∑Fx=F1+Wxsin∝ −F2−τ0PL

∑F =F1−F2


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=

+ = ()


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5. Alturas conjugadas

F y =Q

gA+yA

=

+ −

=

+ −

Q

gA+yA =

Q

gA+yA

y

y> 1

Para canais retangulares


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Para canais não-retangulares

Adimensionais em função de:

Q

gA+yA = Q

gA+yA

Fr =

=


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6. Perda de carga no ressalto

ΔE = Energia antes (E1) – Energia depois (E2)

ΔE = y1+

V1

2g − y2+

V2

2g

ΔE = 2 − 1

421

Altura do ressalto

Ƞ =

Eficiência do ressalto


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Gráfico determinado de maneira empírica


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7. Exercício

01) Um vertedor de uma barragem descarrega em um

canal retangular, suficientemente longo, uma vazão

unitária q=4,0 m³/(sm). O canal tem declividade de fundo

I0=0,0001 m/m, revestimento de concreto em condições

regulares e pode ser considerado largo. Ocorrendo um

ressalto hidráulico, determine suas alturas conjugadas.

Resposta:

y1 = 0,32 m;

y2 = 3,05 m.


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Até a próxima aula!

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