Caracterização hidrodinâmica experimental e analítica do escoamento em um vertedor retangular inclinado para aplicações em engenharia

Código

III-FLUHIDROS0009

Autores

Bruno de Oliveira Lázaro, Daniela Aparecida Santos, Ana Júlia Batista de Oliveira

Tema

02 - Modelagem física e numérica de escoamentos em estruturas hidráulicas

Resumo

Vertedores são amplamente utilizados em canais para o controle de nível, a dissipação de energia e a medição de vazão, constituindo dispositivos clássicos da engenharia hidráulica. Entretanto, a maior parte dos modelos matemáticos de descarga foi desenvolvida para vertedores de crista horizontal, havendo limitações quanto à compreensão do comportamento hidráulico de vertedores com crista inclinada. O presente trabalho objetivou realizar a caracterização experimental e analítica do escoamento sobre um vertedor retangular inclinado. Os ensaios foram conduzidos em canal de recirculação em escala laboratorial, no qual foram monitoradas as profundidades do escoamento a montante e a jusante da estrutura. A partir dessas medições, determinou-se a carga hidráulica sobre a crista, as velocidades médias do escoamento, a energia específica nas seções características do escoamento, os números de Froude associados às condições hidráulicas observadas e estimado o valor do coeficiente de descarga real. Os resultados indicaram a ocorrência de perda de energia associada à passagem do escoamento sobre a rampa inclinada. Observou-se ainda que a carga hidráulica sobre a crista apresentou valores próximos à profundidade crítica do escoamento, evidenciando um comportamento hidráulico consistente com a formação de condição crítica na região de controle do vertedor. Estes resultados contribuem para a compreensão do comportamento hidráulico de vertedores inclinados e apresentam aplicações potenciais no dimensionamento e na calibração de estruturas hidráulicas empregadas para medição de vazão, dissipação de energia e controle de nível em canais de superfície livre, incluindo sistemas de drenagem urbana, canais de irrigação e unidades de tratamento de água e efluentes industriais.