Efeito de escala em modelos físicos reduzidos de vertedouros em degraus

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2020
Autor(a) principal: Sell, Bruna Moreira
Orientador(a): Dai Prá, Maurício
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal de Pelotas
Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Recursos Hídricos
Departamento: Centro de Desenvolvimento Tecnológico
País: Brasil
Palavras-chave em Português:
Área do conhecimento CNPq:
Link de acesso: http://guaiaca.ufpel.edu.br/handle/prefix/7494
Resumo: Vertedouros são dispositivos de segurança de barragem, integrantes do conjunto extravasor, cuja função é descarregar o excesso d’água. Devido aos danos causados pelo escoamento em contato com a estrutura de jusante das barragens, na bacia de dissipação, os vertedouros convencionais de calha lisa vêm sendo substituídos por vertedouros em degraus. O principal interesse no emprego e aperfeiçoamento desta estrutura está na grande dissipação de energia provocada pelas macrorrugosidades dos degraus. As altas velocidades do escoamento, com a consequente queda na pressão, desencadeiam pressões negativas que favorecem a erosão pelos efeitos de cavitação nos degraus construídos em concreto. O presente estudo tem como objetivo identificar o efeito de escala envolvido nas cargas de pressão medidas em vertedouros em degraus, através da comparação de três modelos físicos em escala reduzida de 1:10, 1:15 e 1:30. A base metodológica experimental deste estudo usou três modelos físicos com diferentes escalas de redução de um protótipo hipotético com altura de degrau de 0,9m. Foram efetuadas medições de carga de pressão média e instantânea, por meio do uso de piezômetros e transdutores de pressão, inseridos nas quinas dos degraus, na face do patamar e do espelho. A partir dos dados coletados avaliou-se o comportamento das cargas de pressão registradas ao longo da calha, sob condição de vazão equivalente entre os modelos. A metodologia analítica adminensionalizou a posição de início de aeração e as cargas de pressão ao longo da calha, com diferentes coeficientes consolidados pela literatura, de modo a permitir a comparação entre os modelos e com outros estudos. Foram verificados os erros relacionados aos transdutores de pressão e identificadas as frequências da ocorrência dos valores de carga de pressão extremos, por meio da elaboração de curva de probabilidades de não-excedência. A partir dos resultados alcançados neste estudo foi possível identificar que existem efeitos de escala envolvidos nos dados coletados nos modelos usados neste estudo, especialmente no modelo com maior fator de escala de redução, com escala 1:30.