Previsão de pressões extremas em bacias de dissipação por ressalto hidráulico com baixo número de Froude

• Ano de defesa: 2018
• Autor(a) principal: Hampe, Roberta Ferrão
• Orientador(a): Teixeira, Eder Daniel
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Estruturas hidráulicas; Ressalto hidraulico; Bacia de dissipação; Número de Froude; Modelos físicos
• Palavras-chave em Inglês: Hydraulic jump; Low froud number; Stilling basin
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/193531

As estruturas empregadas na dissipação da energia do escoamento em obras hidráulicas, como as bacias de dissipação por ressalto hidráulico a jusante de vertedouros de calha lisa, são fundamentais para garantir a segurança e eficiência deste tipo de construção. Sendo assim, é imprescindível o conhecimento dos esforços gerados pelo escoamento macroturbulento ao qual as estruturas são submetidas. No caso das barragens situadas em rios com grandes vazões e baixa queda, observa-se a ocorrência do ressalto hidráulico com baixo número de Froude incidente (Fr1 < 4,5), cujo conhecimento até o momento é menos abrangente quando comparado ao ressalto hidráulico com número de Froude na faixa estável (4,5 < Fr1 < 9,0), notadamente quanto aos métodos para previsão das pressões geradas pelo escoamento. Dessa forma, o objetivo desta pesquisa é verificar a aplicabilidade da metodologia de previsão de pressões proposta por Teixeira (2003), originalmente validada para o ressalto hidráulico livre com número de Froude incidente na faixa estável (4,5 < Fr1 < 9,0), à estimativa dos esforços do ressalto hidráulico com baixo número de Froude (Fr1 < 4,5). Para tanto, utilizaram-se dados de pressões instantâneas coletadas nos modelos bidimensionais do sistema extravasor da UHE Santo Antônio e da UHE São Manoel, bem como dados cedidos por outros autores. Foram analisadas as pressões extremas com probabilidades 0,1%, 1%, 5%, 10%, 90%, 95%, 99% e 99,9% da ocorrência de pressões iguais ou inferiores, além dos parâmetros estatísticos pressão média, desvio padrão e coeficiente estatístico de distribuição de probabilidades (N). A partir dos resultados obtidos, observou-se que em estruturas semelhantes ao sistema extravasor da UHE Santo Antônio, cuja baixa queda permite o desenvolvimento do ressalto hidráulico livre com número de Froude tão baixo quanto 1,70, as pressões do ressalto hidráulico livre ocorrem com comportamento distinto das pressões do ressalto hidráulico livre com número de Froude na faixa estável. Para estes casos, a metodologia estudada pode ser aplicada, porém com cautela, especialmente para a estimativa do desvio padrão das pressões. Por esta razão, buscou-se atualizar a metodologia proposta por Teixeira (2003) para melhor aplicação a estruturas semelhantes à UHE Santo Antônio através da proposição de novos ajustes para a previsão do desvio padrão das séries de pressões.