Ressalto hidraulico

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INTRODUÇÃO


O ressalto hidráulico é um fenomeno que na transição de um escoamento torrencial ou supercrítico para um escoamento fluvial ou regime subcrítico. Este fenômeno é caracterizado pela elevação acentuada no nível da água em uma reduzida distância, com elevada turbulência e grande perda de energia. O Número de Froude, denominado a seguir por Fr1, classifica o ressalto hidráulico naseção de escoamento torrencial.

1) Ressalto Ondulado: 1 < Fr1 < 1,7.
Não considera o fenomeno como ressalto propriamente dito, mas sim a formação de ondas que se propagam para jusante. Apresenta dissipação de energia muito pequena, o ressalto não é empregado como dissipador.

2) Ressalto Fraco: 1,7 < Fr1 < 2,5.
Não considera como ressalto propriamente dito, pouca energia é dissipada. Uma sériede pequenos vórtices é formada sob a superfície livre na região do ressalto e a região a jusante do ressalto permanece aproximadamente uniforme e lisa.

3) Ressalto Oscilante: 2,5 < Fr1 < 4,5.
Para este intervalo o ressalto já se apresenta sob seu aspecto típico. Nesta faixa o ressalto tem a tendência de se deslocar para jusante, não guardando posição junto à fonte geradora. O ressaltoapresenta uma superfície livre com ondulações e ocorre a formação de ondas que podem se propagar para jusante sobre longas distâncias.

4) Ressalto Estacionário: 4,5 < Fr1 < 9,0.
Para este intervalo o ressalto se apresenta como dissipador de energia em bacias de dissipação. Aproximadamente 45 a 70% da energia total a montante do ressalto é dissipada ao longo de sua extensão.

5) Ressalto Forte: Fr1> 9,0.
O ressalto não se apresenta como dissipador de energia porque há o risco de ocorrência de erosões significativas em função da elevada turbulência.


OBJETIVO



Demonstrar e caracterizar o ressalto hidráulico a partir da utilização de uma calha na seção transversal do canal.
Observar os regimes subcrítico, supercrítico e crítico do escoamento.
Verificar a variação da eficiência eda perda de energia do ressalto quando apresentam valores diferentes de velocidades e alturas conjugadas.
Comparar os resultados da altura conjugada à jusante, com as velocidades obtidas por meio do tubo de Pitot, da vazão da bomba e da medida pelo micro-molinete.







MATERIAIS




Os equipamentos utilizados na prática foram:
• Canal EDIBON de 5 m de comprimento e 64 mm delargura;
• Comporta móvel;
• Calha, para estreitamento, de 13 mm de largura;
• Tubo de Pitot;
• Ponta linimétrica.






METODOLOGIA



A prática foi realizada num canal de 5 metros de comprimento e 64 mm de largura do Laboratório de Recursos Hídricos. Uma bomba centrífuga suga a água da caixa de armazenamento a envia para o reservatório instalado no início do canal, passando por umtubo instalado na parte inferior.
Logo após o início do escoamento, foi colocado uma calha de 13 mm no canal, reproduzindo o escoamento torrencial. Em seguida foi colocada a comporta para reproduzir o ressalto. Foi observado que antes da calha, o escoamento era fluvial, com velocidade baixa em relação ao escoamento torrencial. Verificou-se que após o ressalto, o escoamento era novamente fluvial.
OTubo de Pitot foi utilizado para determinar a velocidade e a vazão, através da diferença de pressão dinâmica e estática. Para calcular a velocidade média, o Tubo de Pitot deveria ficar à 40% da superfície, no entanto nesta prática ele não ficou exatamente à 40%. O Tubo de Pitot foi colocado antes e depois do ressalto.
Três medidas da altura da água foram realizadas em relação ao fundo do canal,utilizando medidor milimétrico, em 3 pontos distintos, antes (y1) e depois do ressalto (y2).
Foram realizadas medidas da velocidade com o micromolinete.
A vazão foi calculada através das medidas das pressões dinâmica e estática no tubo de Pitot. A vazão da bomba era Q=4400 l/h.
Algumas gotas de corante foram colocadas em pontos do canal e percebeu-se que onde o escoamento era fluvial o...
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