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1. ATIVIDADES DO LABORATRIO

1.1.Resultados das medies realizadas

Neste experimento a vazo pode ser determinada com a utilizao doequipamento chamado Molinete. Atravs do Molinete se determina avelocidade do escoamento a partir da medida do nmero de revolues dahlice do aparelho.

O hlice do aparelho utilizado no experimento pode ser observado na figuraabaixo:

importante observar que a haste que segura a hlice tem que serparalela ao escoamento e a hlice sempre a frente do escoamento.

O equipamento fornece as equaes para cada tamanho da hlice, quedepende da velocidade do fluxo. No caso estudado, o fluxo era de baixaintensidade. A leitura feito por um medidor que l as revolues por minuto.

O mtodo utilizado para determinar a vazo foi dividir a seo do rio emcerto nmero de sees para o levantamento do perfil de velocidade na seo.A distncia entre seo varia de acordo com a largura do rio, conforme a tabelaabaixo:

Largura do rio (m)

Distncia entre as sees

verticais (m)

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80 a 150 6150 a 250 8>250 12

Distncia recomendada entre cada seo vertical, de acordo com a largura do rio (Santos et al,2001)

Sendo a posio do molinete influenciada tambm pela profundidade,que segue as orientaes da tabela abaixo:

Profundidade (m)Nmero dePontos Profundidade dos Pontos

0,15 a 0,60 1 0,6p0,61 a 1,20 2 0,2p e 0,8p1,21 a 2,00 3 0,2p; 0,6p e 0,8p2,01 a 4,00 4 0,2p; 0,4p; 0,6p e 0,8p>4,01 6 S; 0,2p; 0,4p; 0,6p; 0,8p e F

Nmero e profundidade recomendada em cada seo vertical de acordo com a profundidade do rio (Santoset al. 2001). S=superfcie do canal; F= fundo do canal; p=profundidade do canal.

Para o nosso caso, para facilitar a compreenso e os clculos, adistncias entre sees de 0,20 metros e o molinete estar localizado a 60%da profundidade da seo. Sendo a largura do rio de 1,29 metros sendodividida conforme a figura abaixo:

vazo total calculada atravs do somatrio das vazes em cada emseo, e as vazes seccionais so obtidas atravs da multiplicao da rea deinfluncia (Si) com a velocidade. A rea de influncia pode ser observada nafigura abaixo:

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Com as leituras feitas e as equaes dadas pelo equipamento, sendo va velocidade do fluxo e n o nmero de revolues por segundo, substitui-sena formula, que apresentada abaixo:

Se n0,31 - v= 0,4561n + 0,021

Se 0,31n4,85 - v= 0,5180n+0,002

Na tabela abaixo so apresentados os valores medidos pelo Molinete(rotaes/segundos)- o valor a ser utilizado a mdia dos valores medidos -, aprofundidade na qual o molinete fez as medies e distncia horizontal e avazo:

A vazo total ser de 0,1066 m/s. A partir d mesmo mtodo utilizadoacima, foi calculado para comparao a vazo para seo contando apenas ospontos impares como observado na tabela abaixo:

A vazo total para as sees impares ser de 0,993.

A metodologia aqui apresentada, para o clculo da vazo de uma seotransversal de um rio ou canal relativamente simples e de fcil obteno,

Ponto Medida 1 Medida 2 VelocidadeProfundidade da gua(h)

Distnciahorizontal (d)

rea(dxh)

Vazo noponto

R1 0,6000 0,5667 0,3042 0,1530 14,5 0,0264 0,0080R2 0,4667 0,4500 0,2394 0,3230 34,5 0,0646 0,0155

R3 0,4500 0,4333 0,2308 0,3470 54,5 0,0694 0,0160

R4 0,6667 0,6667 0,3473 0,3450 74,5 0,0690 0,0240

R5 0,8000 0,8333 0,4250 0,3450 94,5 0,0690 0,0293

R6 0,8500 0,8500 0,4423 0,1810 114,5 0,0312 0,0138

Ponto Velocidade Profundidade da gua (h) Distncia horizontal (d) rea (dxh) Vazo no ponto

R1 0,3042 0,153 0,145 0,0417 0,0127

R3 0,2308 0,347 0,545 0,1388 0,0320

R5 0,4250 0,345 0,945 0,1285 0,0546

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sendo seu resultado eficaz e de boa preciso. A preciso poder seraumentada se diminuirmos as distncias entre os perfis verticais eaumentarmos o nmero de pontos sobre cada perfil. O processo pode seraplicado a qualquer tipo de seo transversal de rios ou canais com largura eprofundidade varivel.

Portanto a primeira vazo calculada, por ter maior nmero de pontos,ser a vazo adotada.

1.2.Escala de vazes e calculo da vazo no prottipo:

Para que se possa trabalhar com modelos necessrio obedecer semelhana dinmica entre o modelo e prottipo. Isto conseguido com umasemelhana geomtrica, cinemtica e dinmica. Dessa forma procura-setrabalhar com uma escala que permita observar os fenmenos fsicosmantendo-se uma correlao com o prottipo. Usualmente modelos quetrabalham com condutos livres utilizam um nmero adimensional que foidefinido por William Froude e seu filho Robert Edmund Froude. Esse nmeroque corresponde a razo entre a fora de inrcia pela fora gravitacionalgoverna os escoamentos livres.

Para que a semelhana seja aceita necessrio que razo entre onmero de Froude do modelo e do prottipo seja constante e igual a seja iguala 1.

Sendo:

Lp/Lm=(1)

rea Ap = Lp Am= Lm Ap/Am = (2)

Velocidade (V) Vp= Vm= Vp/Vm = =(3)

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Vazo (Q) Qm=VmxAm Qp=VpxAp Qp/Qm= x =(4)

Para calcular a vazo no prottipo necessrio conhecer a escala do

modelo e sua vazo, e substituir na equao (4).O estudo experimental foi realizado em um modelo na escala

geomtrica = 60 e baseado no critrio de semelhana de Froude. A vazo nomodelo Qm= 0,1066 m/s. Substituindo na equao (4), calcula-se que a vazono prottipo de 2972,592 m/s.

Qp = Qmx = 0,1066x = 2972,592 m/s.

Bibliografia

http://www.hidromechc.com.br/hidrometria/index.php?

option=com_content&view=article&id=122&Itemid=106 (figura do molinete)

https://docs.google.com/viewer?url=http://www.ufrgs.br/lageo_geodesia/iisapgu/CorreaICS.pdf

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