AULA PRÁTICA 6 HIDROMETRIA (Medição de Vazão)

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1 !" AUA PRÁTICA 6 IDROMETRIA (Medição de Vazão) I - INTRODUÇÃO Definição: É o estudo dos métodos de medição de velocidade e vazão Importância Quantificar a vazão disponível para projetos de irrigação; Controlar a vazão (volume) de água de irrigação a ser aplicada em projetos (racionalizar o uso da água); Quantificar a vazão disponível para acionar uma roda d água ou carneiro hidráulico. A escolha do método depende: Do volume do fluxo de água; Das condições locais; Do custo (existem equipamentos caros e outros simples e baratos); Da precisão desejada II - MÉTODOS 1) APICADOS A CONDUTOS IVRES (CANAIS) a) MÉTODO DIRETO Utilização: Pequenas vazões (Q 10 litros/s) Volumétrico Gravimétrico ( Alta precisão, usado como calibração de outros métodos). a-1) Volumétrico Baseia-se no tempo gasto para que um determinado fluxo de água ocupe um recipiente com volume conhecido. Vol Q = onde: Q ( /s ) ; Vol ( ) ; t ( s ) t 1

2 Importante: Realizar 3 repetições e obter a média Q + Q2 + Q méd 3 1 Q3 10 a 20 litros a-2) Gravimétrico Consiste na pesagem de um determinado volume de água obtido em um determinado tempo. Vol Q = mas, t Peso γ = Vol Peso Vol = γ Peso Q = γ * t Exemplo: Balança: 20 kg (massa no S.I) ou 20 kgf (peso no Sist. Técnico) Tempo: 10 s 20kgf Q = 1000 kgf 3 *10s m 3 Q = 0,002m = 2 s s 2

3 b) MÉTODO DO FUTUADOR Utilização: Grandes vazões (Q > 300 /s) Através de flutuadores (pode ser utilizada uma garrafa plástica, bóia, etc.) determina-se a velocidade superficial do escoamento. Esta velocidade superficial é, na maioria das vezes, superior a velocidade média do escoamento. A velocidade média corresponde de 80 a 90% da velocidade superficial. Multiplicando-se a velocidade média pela área molhada (área da seção transversal por onde está ocorrendo o escoamento), obteremos a vazão. Q = V média * A média -0,2 h Vmáx Vméd V 0-0,6 h V MED = 0,85. V SUP. Determinação da área A área é determinada por batimetria A A determinação em escritório, é feita utilizando-se planímetros, papel milimetrado, etc Determinação da velocidade -Fazer 3 repertições -Trecho mais reto e uniforme -Baixa precisão m 3

4 V = x t Exemplo: O flutuador demorou 20 s para percorrer o trecho entre os pontos 1 e 2 ( 10 m ). 10m V = = 0, 5m 20s s V MED = 0,85 x 0,5 m/s V MED = 0,425 m/s Supondo uma área da seção transversal igual a 1,5 m 2 : Q = 0,425 m/s x 1,5 m 2 Q = 0,64 m 3 /s ou Q = 640 /s c) MÉTODO DO VERTEDOR Vertedores são simples aberturas ou entalhes na parte superior de uma parede por onde o líquido escoa. Podem ser instalados em cursos d água naturais ou artificiais. Utilização: pequenos cursos d água, canais (vazão média) (10 Q 300 /s) 1,5 m P P Faces Soleira ou crista P < P (vertedor livre) largura da soleira altura da lâmina de água que passa (carga hidráulica) sobre a soleira P distância do fundo d água à soleira P profundidade do curso de água à jusante do vertedor P 4

5 Alguns cuidados na instalação do Vertedor - A soleira deve estar nivelada; - Face de montante na vertical e deve ser lisa; - Paredes delgadas ou cantos em bisel; - Não deve ser afogado. A água não deve escoar pela parede de jusante; - P 2 ( P deve ser superior a 20 cm ); - 5 cm 60 cm; - Escolher um trecho retilíneo, de pelo menos 3 m para a instalação do vertedor; - Fazer a medição de 1,5 m antes do vertedor. Tipos de Vertedores e suas equações para a determinação da vazão 1- Vertedor Triangular: Maior precisão para pequenas vazões Q = 1,4. 5/2 ( Q = m 3 /s ; = m ; θ = 90 º ) 2- Vertedor Retangular 2.1 Com duas contrações laterais As contrações ocorrem nos vertedores cuja largura é inferior à largura do curso d água. Q = 1,84.. 3/2 (Q = m 3 /s ; = m ; = m ) 5

6 2.2 - Sem contração lateral Q = 1,85.. 3/2 (Q = m 3 /s ; = m ; = m ) Vertedor trapezoidal (CIPOETTI) Q = 1,86.. 3/2 1 (Q = m 3 /s ; = m ; = m ) 4 inclinação: 1: Vertedor circular D Q = 1,518. D 0,693. 1,807 (Q = m 3 /s ; = m ; D = m ) 6

7 d) MEDIDOR WSC FUME ( Calha ) Muito utilizado para medir a vazão em sulcos de irrigação ou canais. Neste equipamento, a água praticamente não se eleva ( represamento ) à montante do ponto de instalação. Por este motivo é muito utilizado em projetos de irrigação por superfície ( sulcos ); São construídas em três tamanhos diferentes: pequena, média e grande; Para a medição da vazão, somente a leitura de uma régua graduada em milímetros, encostada na parede lateral da entrada, é suficiente. A leitura é convertida em vazão através de Tabelas ou de prévia calibração com outros métodos (Equações). Q = a. b a, b coeficientes experimentais altura ( cm ) Q vazão ( l/s ) e) MOINETE São pás ou hélices que giram impulsionadas pela velocidade de escoamento; Estabelece-se uma proporcionalidade entre o número de voltas por unidade de tempo e velocidade de escoamento; É necessário a determinação da área da seção de escoamento para a determinação da vazão ( Q = A. V ); Podem ser utilizados em condutos livres ou forçados ; É muito preciso na determinação da velocidade de escoamento. 7

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