HIDROMETRIA (Medição de Vazão) - Escola de Agronomia

UNIVERSIDADE FEDERAL DE GOIÁS
ESCOLA DE AGRONOMIA E ENGENHARIA DE ALIMENTOS
SETOR DE ENGENHARIA RURAL
Prof. Adão Wagner Pêgo Evangelista
2 -HIDROMETRIA (Medição de Vazão)
2.1 - INTRODUÇÃO
- Definição: É o estudo dos métodos de medição de velocidade e vazão
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Importância
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Quantificar a vazão disponível para projetos de irrigação;
Controlar a vazão (volume) de água de irrigação a ser aplicada em projetos
(racionalizar o uso da água); e
Quantificar a vazão disponível para acionar uma roda d’água ou carneiro hidráulico.
A escolha do método depende:
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Do volume do fluxo de água;
Das condições locais;
Do custo (existem equipamentos caros e outros simples e baratos);
Da precisão desejada
2.2 - MÉTODOS
2.2.1) APLICADOS A CONDUTOS LIVRES (CANAIS)
a) MÉTODO DIRETO
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Volumétrico
Gravimétrico ( Alta precisão, usado como calibração de outros métodos).
Utilização: Pequenas vazões (Q 10 litros/s)
a-1) Volumétrico
Baseia-se no tempo decorrido (t) para que um determinado fluxo de água ocupe um
recipiente com volume conhecido (Vol).
onde: Q ( L/s ) ; Vol ( L ) ; t ( s )
Importante: Realizar 3 repetições e obter a média.
a-2) Gravimétrico
Consiste na pesagem de um determinado volume de água obtido em um determinado
tempo.
Exemplo: Balança: 20 kg (massa no S.I) ou 20 kgf (peso no Sist. Técnico)
b) MÉTODO DO FLUTUADOR
Utilização: Grandes vazões
(Q > 300 L/s)
Através de flutuadores (pode ser utilizada uma garrafa plástica, bóia, etc.) determinase a velocidade superficial do escoamento. Esta velocidade superficial é, na maioria das
vezes, superior a velocidade média do escoamento. A velocidade média corresponde de 80 a
90% da velocidade superficial. Multiplicando-se a velocidade média pela área molhada (área
da seção transversal por onde está ocorrendo o escoamento), obteremos a vazão.
Exemplo: O flutuador demorou 20 s para percorrer o trecho entre os pontos 1 e 2 ( 10 m ).
VMED = 0,85 x 0,5 m/s
VMED = 0,425 m/s
Supondo uma área da seção transversal igual a 1,5 m2 :
Q = 0,425 m/s x 1,5 m2
Q = 0,64 m3/s ou Q = 640 L/s
c) MÉTODO DO VERTEDOR
Vertedores são simples aberturas ou entalhes na parte superior de uma parede por
onde o líquido escoa. Podem ser instalados em cursos d’água naturais ou artificiais.
Utilização: pequenos cursos d’água, canais (vazão média)
(10 Q 300 L/s)
Onde:
L largura da soleira
H altura da lâmina de água que passa (carga hidráulica) sobre a soleira
P distância do fundo d’água à soleira
P’profundidade do curso de água à jusante do vertedor
Alguns cuidados na instalação do Vertedor
- A soleira deve estar nivelada;
- Face de montante na vertical e deve ser lisa;
- Paredes delgadas ou cantos em bisel;
- Não deve ser afogado. A água não deve escoar pela parede de jusante;
- P 2H ( P deve ser superior a 20 cm );
- 5 cm H 60 cm;
- Escolher um trecho retilíneo, de pelo menos 3 m para a instalação do vertedor;
- Fazer a medição de H 1,5 m antes do vertedor.
C.1 Tipos de Vertedores e suas equações para a determinação da vazão
C1.1 - Vertedor Triangular:
- Maior precisão para pequenas vazões
C1.2 - Vertedor Retangular
C1.2.1 – Com duas contrações laterais
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As contrações ocorrem nos vertedores cuja largura é inferior à largura do curso
d’água.
C1.2.2 - Sem contração lateral
C1.3 - Vertedor trapezoidal (CIPOLLETTI)
C1.4 - Vertedor circular
d) MEDIDOR “WSC FLUME” ( Calha )
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Muito utilizado para medir a vazão em sulcos de irrigação ou canais. Neste
equipamento, a água praticamente não se eleva ( represamento ) à montante do ponto de
instalação. Por este motivo é muito utilizado em projetos de irrigação por superfície ( sulcos );
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São construídas em três tamanhos diferentes: pequena, média e grande;
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Para a medição da vazão, somente a leitura de uma régua graduada em milímetros,
encostada na parede lateral da entrada, é suficiente. A leitura é convertida em vazão através
de Tabelas ou de prévia calibração com outros métodos (Equações).
e) MOLINETE
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São pás ou hélices que giram impulsionadas pela velocidade de escoamento;
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Estabelece-se uma proporcionalidade entre o número de voltas por unidade de
tempo e velocidade de escoamento;
É necessário a determinação da área da seção de escoamento para a
determinação da vazão (Q = A.V);
Podem ser utilizados em condutos “livres” ou “forçados” ;
É muito preciso na determinação da velocidade de escoamento.