Investigação das influências das condições confinantes do escoamento no cálculo dos parâmetros geométricos de ressaltos hidráulicos e da dissipação de energia

• Autor(a) principal: Sampaio, Carlos Danillo Cavalcante
• Data de Publicação: 2020
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
• Texto Completo: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18138/tde-26072021-180331/
• topic: bottom roughness; dissipação de energia; energy dissipation; hydraulic jump; profundidades conjugadas; ressalto hidráulico; rugosidade de fundo; sequent depths

Dois canais de escoamento retangulares foram usados para geração de ressalto hidráulico com duas condições de controle a jusante, comporta plana e vertedor de soleira espessa. Um dos canais possui paredes de concreto e largura de 41 cm, podendo comportar vazões de até 40 L/s. O Outro canal tem 3 m de extensão e 10 cm de largura, com paredes de vidro, e permite ajustar vazões até a faixa de 7,5 L/s. A obtenção dos dados de profundidade foi realizada por meio de processamento de imagens e sensor ultrassônico. Cinquenta condições experimentais distintas foram obtidas, na faixa de número de Froude supercrítico de 1,29 a 3,94, com variação dos parâmetros de vazão, declividade e rugosidade de fundo. Os elementos de rugosidade consistiram em combinações de peças Lego e placas base para as mesmas, assim como material emborrachado antiderrapante. Os dados resultantes obtidos compreenderam profundidades conjugadas, comprimentos do rolo, perfil de superfície livre, intensidade de rugosidade e energia relativa dissipada. Dados experimentais de profundidades conjugadas e comprimento do rolo foram usados para aprimorar modelos teóricos existentes, para fornecer uma ferramenta de previsão mais completa na determinação das profundidades conjugadas e comprimentos do ressalto e do rolo para canais retangulares, considerando o efeito da rugosidade de fundo e declividade. Os coeficientes ajustados do modelo teórico utilizado apontaram, no canal com paredes de vidro, uma adequação para segregação dos dados por declividade e por geometria do tipo de estrutura, com concavidades da curva semelhantes para estruturas também semelhantes. Para o canal com paredes de concreto, os coeficientes ajustados mostraram um comportamento de concavidade para baixo da curva, para fundo liso e uma das configurações com peças Lego. Verificou-se uma dissipação de energia de até 40% considerando as seções de início e fim do ressalto. O estudo se mostra importante, pois há certa divergência entre os autores sobre a determinação de medidas de comprimento do ressalto, como por exemplo, a seção final do rolo.