Vertedores e Orifícios

Universidade Regional do Cariri – URCA

Pró – Reitoria de Ensino de GraduaçãoCoordenação da Construção Civil

Disciplina: Hidráulica Aplicada

Renato de Oliveira FernandesProfessor Assistente

Dep. de Construção Civil/URCArenatodeof@gmail.com

Vertedores

� Dispositivos para medir ou controlar a vazão em escoamento em um canal.

Principais usos

� Medição de vazão� Extravasores de Barragens� Tomada d´água em canais� Elevação de nível nos canais� Decantadores e ETA� Escoamentos em galerias

Classificação quanto aofuncionamento hidráulico

� Quanto a espessura da parede: delgada e espessa

� Quanto ao controle: simples e com controleQuanto ao sentido de fluxo: frontal, lateral, � Quanto ao sentido de fluxo: frontal, lateral, vertical e outros

Vertedor de parede delgada ou fina Vertedor de parede espessa

Parede delgada com contração lateral

Vertedores mais usados

Vertedores

� É usado para controlar ou medir a vazão em escoamento por um canal.

� É usado em sistemas de irrigação, estações de tratamento de água e esgotos, barragens, de tratamento de água e esgotos, barragens, medição de vazão, etc.

Vertedor retangular de parede fina sem contração

� Q = 2/3 Cd (2.g)1/2 L h3/2

� (Eq. Geral)

� Q = 1,838.L.h3/2

(Eq. Francis com Cd =

L

h

� (Eq. Francis com Cd = 0,623)

� Desde que: � 0,25<h<0,80 m, P>0,30m

e h<P� P/h >3,5

P

Vertedor retangular de parede fina com duas contrações

� Q = 1,838.(L-0,20h).h3/2

� (Eq. Francis com Cd = 0,623)� Desde que:

� 0,25<h<0,80 m, P>0,30m e h<P� 0,25<h<0,80 m, P>0,30m e h<P� P/h >3,5

L

h

P

Vertedor triangular de parede fina

� Q=8/15.Cd.(2g)0,5.tg(α/2).h5/2

� São recomendados para pequenas vazões (Q<30 L/s).

� 0,06<h<0,50m b� 0,06<h<0,50m

� Q = 1,40.h5/2

� Equação Tomson para α = 90°

� 0,05 < h < 0,38 m, P>3h, b>6h

L

b

P

hαααα

Vertedor trapezoidal de parede fina (tipo Cipoletti)

� Q=1,861.L.h3/2]

0,08<h<0,60a>2hL>3hP>3h

P

h1

4

L

a

P>3hLargura do canal 30 a 60h Vertedor Cipoletti

Tg (θ/2) = ¼1:4 (H:V)

Vertedor de soleira espessa horizontal

� Q=Cd.1,704.b.H3/2

� e >3.H� 0,4.e<H<1,5.e� Cd (ver tabela 12.7, p.397 – Porto, R de M. 2006)� Cd (ver tabela 12.7, p.397 – Porto, R de M. 2006)

Descarregadores de barragens

� Perfil padrão WES (Waterways Experiment Station)

Y = 0,5 (X1,85/hd0,85)

Q = C . L . h3/2

C = 2,215(h/hd)0,148

Orifícios

� Orifício é uma abertura de perímetro fechado, de forma geométrica definida (circular, retangular, triangular, etc).� Descarga livre� Descarga livre� Descarga afogada (submersa)

Classificação dos orifícios

� Quanto à forma: circulares, triangulares, retangulares.

� Quanto as dimensões:

h

d

� Quanto as dimensões:

� Grande: d > h/3� Pequeno: d < h/3

� Quanto a espessura da

parede:

� Delgada: e < 0,5d� espessa: 0,5d < e < 1,5d

Lei dos orifícios

Q = c . A. (2.g.h)0,5

em que:C – coeficiente de descargaA – área da seção do orifício (m2)g – aceleração da gravidade (m2/s)

h

g – aceleração da gravidade (m2/s)h – carga hidráulica (m)