Pressões extremas atuantes nas proximidades das quinas dos degraus de vertedouros

• Ano de defesa: 2020
• Autor(a) principal: Canellas, Alba Valéria Brandão
• Orientador(a): Marques, Marcelo Giulian
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Vertedouro em degraus; Cavitacao; Hidrodinâmica; Modelos físicos; Pressão da água; Aeração; Dano estrutural
• Palavras-chave em Inglês: Step spillway,; Extreme pressures; Hydrodynamic efforts; Start of aeration; Risk of damage; Cavitation
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/211270

A presente tese propõe uma análise estatística das pressões extremas atuantes junto às quinas dos degraus (espelho e patamar) de vertedouros para identificar a distribuição espacial dos extremos através da análise de medições feitas em três modelos físicos e a comparação com resultados obtidos por diversos autores em diferentes experimentos de laboratórios. Foi desenvolvida uma nova abordagem visando à previsão da distribuição longitudinal das pressões extremas e a localização das mesmas na calha de vertedouros em degraus. Tendo se verificado que as pressões extremas mínimas são mais críticas nos espelhos e as extremas máximas no patamar, foram caracterizadas três posições de interesse para a estimativa das pressões extremas mínimas no espelho e duas posições de interesse para a estimativa das pressões extremas máximas no patamar. Isto permitiu a análise e estabelecimento de critérios para a verificação da possibilidade de tendência da ocorrência de cavitação nos degraus ao longo da calha (localização e vazões específicas limites). A metodologia empregada consistiu em fazer uma análise estatística da distribuição longitudinal das pressões extremas mínimas e máximas nas proximidades das quinas ao longo do vertedouro em degraus com aeração natural a partir dos dados coletados em três diferentes modelos físicos (LOH I, LOH II e LAHE). Foi utilizada a pressão com estimativa de não excedência de 0,1% como pressão extrema mínima e a pressão com estimativa de não excedência de 99.9% como pressão extrema máxima. Os modelos físicos utilizados apresentam alturas de degraus de 6 cm e 9 cm e diferentes alturas de ogivas. Os resultados foram comparados com os valores das pressões extremas obtidos por diferentes autores tendo-se verificado que os dados divergem nos valores, mas não na tendência de comportamento. As divergências nos valores possivelmente ocorrem em função das diferentes características dos modelos e de efeitos de laboratório. Entretanto, foi possível observar que os resultados da presente tese se situaram a favor da segurança, ou seja, indicando valores menores para as pressões extremas mínimas no espelho e maiores para as extremas máximas, em comparação com os resultados dos demais pesquisadores. Foi realizado um estudo de caso utilizando a abordagem proposta onde se identificou que as vazões passíveis de risco de cavitação estão acima de 22 m3/s/m. Foi identificada também a extensão da calha sujeita a risco da ocorrência de dano cavitação.