Medição de Vazão - DEG - Departamento de Engenharia ( UFLA )

I - INTRODUÇÃO
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AULA PRÁTICA – 6
HIDROMETRIA (Medição de Vazão)
Definição: É o estudo dos métodos de medição de velocidade e vazão
Importância
→ 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);
→ Quantificar a vazão disponível para acionar uma roda d’água ou
carneiro hidráulico.
A escolha do método depende:
→ Do volume do fluxo de água;
→ Das condições locais;
→ Do custo (existem equipamentos caros e outros simples e baratos);
→ Da precisão desejada
II - MÉTODOS
1) APLICADOS A CONDUTOS LIVRES (CANAIS)
a) MÉTODO DIRETO
Utilização: Pequenas vazões (Q ≤ 10 litros/s)
a-1) Volumétrico
→ Volumétrico
→ Gravimétrico ( Alta precisão, usado como
calibração de outros métodos).
Baseia-se no tempo gasto para que um determinado fluxo de água
ocupe um recipiente com volume conhecido.
Vol
Q = onde: Q ( L/s ) ; Vol ( L ) ; t ( s )
t
1

Importante: Realizar 3 repetições e obter a média
a-2) Gravimétrico
2
Q méd
Q1
+ Q2
+ Q3
3
Consiste na pesagem de um determinado volume de água obtido em um
determinado tempo.
Vol
Q = mas,
t
Peso
γ = →
Vol
Peso
Vol = →
γ
Peso
Q =
γ * t
Exemplo: Balança: 20 kg (massa no S.I) ou 20 kgf (peso no Sist. Técnico)
Tempo: 10 s
20kgf
Q =
1000
kgf
3 * 10s
m
3
Q = 0,
002m
= 2 L
s s
10 a 20
litros

) MÉTODO DO FLUTUADOR
Utilização: Grandes vazões (Q > 300 L/s)
Através de flutuadores (pode ser utilizada uma garrafa plástica, bóia,
etc.) determina-se 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.
Determinação da área
A
Vmáx
Vméd
V ≈ 0
Determinação da velocidade
A V Q * =
média
1 2
10 m
média
-0,2 h
A área é determinada por batimetria
A determinação em escritório, é feita
utilizando-se planímetros, papel
milimetrado, etc
3
-0,6 h
VMED = 0,85 . VSUP.
-Fazer 3 repertições
-Trecho mais reto e uniforme
-Baixa precisão

∆x
V =
∆t
Exemplo: O flutuador demorou 20 s para percorrer o trecho entre os pontos 1
e 2 ( 10 m ).
10 m
V = = 0,
5m
20s
s
VMED = 0,85 x 0,5 m/s VMED = 0,425 m/s
Supondo uma área da seção transversal igual a 1,5 m 2 :
Q = 0,425 m/s x 1,5 m 2
Q = 0,64 m 3 /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.
Faces
Utilização: pequenos cursos d’água, canais (vazão média)
(10 ≤ Q ≤ 300 L/s)
P
L
H
Soleira ou crista
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
4
H
1,5 m
P
P’ < P
(vertedor livre)
P’

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.
Tipos de Vertedores e suas equações para a determinação da vazão
1- Vertedor Triangular:
→ Maior precisão para pequenas vazões
2- Vertedor Retangular
2.1 – Com duas contrações laterais
→ As contrações ocorrem nos vertedores cuja largura é inferior à largura do
curso d’água.
L
H
H
5
Q = 1,4 . H 5/2
( Q = m 3 /s ; H = m ; θ = 90 º
)
Q = 1,84 . L . H 3/2
(Q = m 3 /s ; H = m ; L = m )

2.2 - Sem contração lateral
H
2.3 - Vertedor trapezoidal (CIPOLLETTI)
2.4 - Vertedor circular
D
L
L
H
H
6
Q = 1,85 . L . H 3/2
(Q = m 3 /s ; H = m ; L = m )
Q = 1,86 . L . H 3/2
(Q = m 3 /s ; H = m ; L = m )
inclinação: 1:4
Q = 1,518 . D 0,693 . H 1,807
(Q = m 3 /s ; H = m ; D = m )
4
1

d) MEDIDOR “WSC FLUME” ( Calha )
→ 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 );
→ São construídas em três tamanhos diferentes: pequena, média e grande;
→ 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
Q = a . H b
a , b → coeficientes experimentais
H → altura ( cm )
Q → vazão ( l/s )
→ São pás ou hélices que giram impulsionadas pela velocidade de
escoamento;
→ 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.
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