Capítulo 165 Paredes submersíveis em Stilling basins
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- Yan Gameiro Tuschinski
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1 Capítulo 165 Paredes submersíveis em Stilling basins 165-1
2 Capítulo 165- Paredes submersível em Stilling Basins Introdução Algumas vezes, é interessante que se faça uma parede submersível em um vertedor, dividindo o fluxo de água. Essa parede é submersível e, se aplicarmos as forças hidrostáticas normais para calcular o momento, poderemos cometer erro como da Figura Khatsuria (2005) cita que a melhor forma de se obter resultados seguros é fazer um modelo reduzido. Em suas pesquisas, Khatsuria (2005) encontrou momentos 1,8 a 2,7 vezes o momento das forças hidrostáticas, conforme Figura Figura Forças hidrostáticas somente
3 Figura Pesquisas feitas por Sardar Sarovar em Stilling basin com o momento das paredes submersas. Fonte: Khatsuria (2005)
4 Dimensionamento das paredes laterais do Stilling Basins A intensidade da pressão com água parada ou movimento lento depende da profundidade h. Assim, a pressão é dada pela equação: P = γw.h P = pressão H = altura da água (m) γw = peso específico da água em kn/m3 A força total horizontal F por unidade de comprimento será: F = ( ½ )γw.h 2 O momento será: M = (1/6 )γw.h 3 Se a face for inclinada, teremos outra pressão, o mesmo acontecendo quando há uma curva no curso de água. Conforme Khatsuria (2005), antigamente se dimensionava as paredes laterais levando em consideração somente as forças hidrostáticas máximas da altura do nível de água, desconhecendo-se o efeito das forças dinâmicas. Não se levou em conta as forças de origem sísmicas. Ainda segundo Khatsuria (2005), o procedimento mais usado foi feito por Fletcher et al. (1988). A força máxima Rm (N/m) é dada por: Rm = força máxima (N/m) V 1 = velocidade (m/s) F 1 = número de Froude q = Q/B = vazão (m 3 /s/m) H D = altura de água total (m) ρ w = peso específico da água Rm = 1,077 HD -1,05 ρw q V1 F1-1,42 A força estática Rs devido ao conjugado y2 é: 165-4
5 Rs = (1/2) γ w y 2 2 Rs = força estática relativa ao conjugado y2 (n/m) y2 = altura conjugado de y1 (m) γ w = densidade da água As forças: média, máxima e mínima são respectivamente: R, R + e R corresponde a distância x do pé do ressalto e pode ser obtida da Figura O comprimento total do ressalto é Lr e yt é o tailwater. Supomos sempre que yt > y 2. O momento e o braço Y correspondente a x podem também ser obtidos da Figura O máximo momento M é: M = R +. Y M = momento máximo (Nm/m) Y = altura máxima (m) obtida na Figura R + = força máxima (N/m) Figura Forças heterodinâmicas nas paredes laterais do Stilling basin conforme Fletcher et al. (1988) in Khatsuria (2005)
6 Se o tailwater yt é maior que y2 então R, R+ e R- podem ser aumentados por um fator: (γw/2) ( yt 2 - y2 2 ) Exemplo Achar o momento máximo em uma parede vertical em um Stilling basin com HD = 50m, V1 = 35,46m/s, F1 = 13,48 q = 25m 3 /s/m e y2 = 13,10m. Rm = 1,077 HD -1,05 ρw q V1 F1-1,42 Rm = 1,077 x50-1,05 x1000x25x35,46x 13,48-1,42 Rm = 391 N/m Rs = (1/2) γw y2 2 Rs = (1/2) x9,81x 13,1 2 Rs = 842 N/m (R, R ou R+) Rm/(Rs-Rm) = (R, R ou R+) 391/( ) = (R, R ou R+) 391/251 = Olhando a Figura e adotando x/lr igual a 1 para o valor máximo teremos Para R+ o valor 1,15 (R, R ou R+) 391/251 = 1,15 R+ = 680 N/m Para R o valor 1,00 (R 391)/251 = 1,00 Para R- o valor 0,7 ( R - 391/251 = 0,7 R= 642 N/m R - = 567 N/m Bibliografia e livros consultados 165-6
7 -KHATSURIA, R.M. Hydraulics of spillways and energy dissipators. 649 páginas, ano 2005 Editora Marcel Dekker, New York
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