Hidraulica

Hidráulica

Hidrometria

_{UNIVERSIDADE FEDERAL DO MARANHÃO}

_{CENTRO DE CIÊNCIAS AGRÁRIAS E AMBIENTAIS}

_{BACHARELADO EM AGRONOMIA}

_HIDROMETRIA

_{CHAPADINHA-MA}

2021

Componentes:

DEBORA DOS SANTOS SILVA

HENRIQUE SIMOES CAVALCANTE

JORDEAN COSTA DOS SANTOS

MATHEUS EDHUARDO DE CARVALHO LIMA

PEDRO VICTOR SANTOS DE SOUSA

RUTH OLIVEIRA AMORIM

TIAGO VIEIRA DA COSTA

Uma das partes mais importantes da hidráulica

Cuida de questões como: 

• Medidas de profundidade

• Variação de nível de água

• Seções de escoamento

• Pressões

• Dentre outros.

Aplicações

Quantificar a vazão disponível para projetos de irrigação

Controlar a vazão de água de irrigação a ser aplicada em projetos

Quantificar a vazão disponível para acionar uma roda d’água ou carneiro hidráulico

Sistemas de abastecimento de água e lançamento de esgoto

Instalação de hidrelétricas

MEDIÇÃO DE VAZÃO PELA RELAÇÃO / ÁREA

MEDIÇÃO DE VAZÃO PELA RELAÇÃO / ÁREA

Para estimar a vazão em rios e canais por meio deste método é necessário conhecer a área da seção transversal e a velocidade das águas.

A vazão é dada pela fórmula:

Vazão = Velocidade x Área

MEDIÇÃO DE VAZÃO PELA RELAÇÃO / ÁREA

• Vantagens:

  •Rápido (dependendo do tamanho do canal/rio);

  •Fácil;

  •Barato.

• Desvantagens:

  •Pode se tornar trabalhoso dependendo do tamanho do canal/rio;

  •A velocidade não é constante em todos os pontos do corpo d’água.

MEDIÇÃO DE VAZÃO PELA RELAÇÃO / ÁREA

Método das Coordenadas:

Utilizado para verificar a vazão em tubos de carga livre. Utiliza-se a expressão,

Q = S . V

Sendo V dado por:

V = 2,21 . (x / √y)

MÉTODO DAS COORDENADAS:

MEDIÇÃO DE VAZÃO PELA RELAÇÃO / ÁREA

Método do Ultrassom:

Baseia-se na utilização do ultra som e do efeito Doppler para estimar as velocidades nos mais diversos pontos dos cursos de água

MÉTODO DO ULTRASSOM

MÉTODO DO ULTRASSOM

MEDIÇÃO DE VAZÃO PELA RELAÇÃO / ÁREA

Método de Pitot:

Transformação de energia de velocidade em energia de pressão.

Vreal = k . √2gh

MÉTODO DO FLUTUADOR:

MEDIÇÃO DE VAZÃO PELA RELAÇÃO / ÁREA

MÉTODO DO FLUTUADOR:

• Objeto flutuante que adquire a velocidade da água que o circunda 

• Utilização: canais de pequeno ou médio porte 

• Vantagem: determinação rápida 

• Desvantagem: imprecisão causada por ventos, correntes secundárias e ondas.

• Q = Vm x A

MÉTODO DO FLUTUADOR

A velocidade (v) foi determinada pela divisão da distância percorrida pelo flutuador e a média das repetições dos tempos entre a seção superior e inferior.

v = ∆s / ∆t

Onde: v = velocidade média (m/s);

∆ s = distância entre as seções (m);

∆ t = variação de tempo (s)

EQUAÇÃO

A vazão total pelo método do flutuador é dada pelo do produto da velocidade média corrigida pela área de seção transversal média.

O coeficiente de correção entre 0,80 e 0,90 devido haver diferença na velocidade de escoamento em pontos superficiais e mais profundos de um curso d’água

Método dos Trapézios:

Área da seção transversal = método dos trapézios

MÉTODO DO MOLINETE

• •Rotor que entra em movimento pela ação da corrente de água;

• •Princípio de funcionamento: proporcionalidade entre V água e V angular do rotor;

• Mecanismo contador de rotação (eletrônico ou com sinais sonoros);

• •Conversão de número de giros em vazão: curva de calibração; 

• •GRÁFICO e EQUAÇÃO DE CALIBRAÇÃO DE UM MOLINETE ..................................... V = 0,307 N + 0,04 .......................................... 

• •N= número de rotações por segundo.

Medição de vazão pela Relação / Área

Método do Molinete:

MEDIÇÃO DE VAZÃO PELA RELAÇÃO / ÁREA

• A seção de medição deve estar em um trecho retilíneo do rio.

• Profundidade suficiente para a imersão dos equipamentos de medição.

• Velocidade orientada no sentido longitudinal, sem grandes vórtices.

• Margens estáveis e bem definidas 

• Acessível (barco, equipamento, profissionais)

• Evitar locais próximos a confluências.

MÉTODOS DE MEDIÇÃO DE VAZÃO

MÉTODOS DIRETOS

MÉTODO VOLUMÉTRICO OU DE PESAGEM

• •Baseia-se no tempo necessário para o enchimento de um volume conhecido;

• •A razão volume pelo tempo é a vazão.

MÉTODO VOLUMÉTRICO OU DE PESAGEM

• •Pesar recipiente com volume desconhecido;

• •Volume de água em um reservatório de volume conhecido:

  Q = V/T

  Onde:

  V = V2 – V1

MÉTODO VOLUMÉTRICO OU DE PESAGEM

As vantagens deste método são as seguintes: 

• É um método prático, sendo aplicável, especialmente, a vazões baixas

• É o mais recomendável, sempre que possível, devido à sua precisão, baixo custo e simplicidade de operação. 

RESTRIÇÕES

• Deve-se conciliar o volume do recipiente com a vazão esperada;

• Apenas determina vazões médias;

• Deve-se ter facilidade para instalação do recipiente coletor;

• Há impossibilidade de medições contínuas de vazão.

Métodos diretos

HIDRÔMETRO:

• O seu funcionamento adequado é importante para o controle do consumo de água;

• É utilizado para medir o consumo das residências;

• Possibilita uma agricultura e pecuária mais sustentável.

Princípios de funcionamento dos hidrômetros

Hidrômetros volumétricos:

• Funciona por meio de enchimento de uma câmara de volume conhecido;

• São mais precisos que os velocimétricos;

• •Não são utilizados no Brasil na medição convencional de água.

Princípios de funcionamento dos hidrômetros

Hidrômetro velocimétrico:

• Instrumento instalado em um conduto fechado;

• Possuem turbinas giratórias; 

• Esses Hidrômetros podem ser do tipo monojato, multijato ou Woltman.

Classificação dos hidrômetros 

Vazões utilizadas para caracterização dos hidrômetros:

• Vazão mínima;

• Vazão nominal;

• Vazão máxima.

• Quanto a classe, os hidrômetros podem ser divididos em:

  A, B e C.

  
  

Funcionamento dos hidrômetros

Fatores que podem prejudicar a exatidão de funcionamento dos hidrômetros: 

• Desgaste natural dos componentes internos;

• Incrustações;

• Altas pressões;

• Sólidos em suspensão.

OUTROS MÉTODOS

ESTREITAMENTO DA SEÇÃO DE ESCOAMENTO

Diafragma

Venturímetro

VERTEDORES

• Aberturas feitas na parte superior da parede de um conduto livre através do qual escoa o liquido cuja vazão será medida;

• Usados na medição de vazão de canais de irrigação de rios pequenos e represas.

CLASSIFICAÇÃO

• Forma:

  Triangular: pequenas vazões, maior precisão na leitura.

CLASSIFICAÇÃO

•Retangular: grandes vazões;

•Trapezoidal CIPOLLETTI.

 

CLASSIFICAÇÃO

Espessura da parede:

• Delgada: espessura não suficiente para paralelismo de linhas de corrente;

• Espessa: espessura suficiente para paralelismo de linhas de corrente.

Largura da soleira

CALHA PARSHALL

Adaptação do principio de Venturi a medição de vazão em condutos livres.

Q = K.Hn

Q = Vazão (m³/h);

K = Constante que depende das dimensões da calha;

n =exponente em função da largura (W).

MEDIDOR “WSC FLUME” 

• Adaptado para medições em canais e sulcos;

• Para medição de vazão usa-se uma régua graduada;

• Constituído de 4 seções.