O programa emlinha_retangular_padrão_contraído calcula a vazão que passa por uma barragem retangular contraída padrão. Para ser considerada completamente contraída as laterais e o final da barragem devem estar localizados a uma disntância de pelo menos 2H dos limites do canal de entrada. A altura manométrica é medida a uma distância de pelo menos 4H a montante da barragem. O procedimento computacional segue a Seção 9 do Capítulo 7 do Manual USBR Water Measurement.

Fig. 1  Esquema de uma barragem retangular contraída padrão.

A fórmula para barragens retangulares contraídas padrão é a equação de Francis. Em unidades U.S.A. essa equação é

Q = 3,33 (L - 0,2H) H3/2

[1]

na qual Q = vazão, em cfs, L = Comprimento da crista da barragem, em pés, H = altura manométrica da crista da barragem, em pés.

A acurácia dos resultados obtidos pela Eq. 1 é consideravelmente menor que os resultados obtidos com barragens triangulares. A acurácia do coeficiente de vazão corresponde a ± 5%.

A equação 1 possui coeficiente de vazão constante (0,33), o que facilita os cálculos computacionais. Entretanto, o coeficiente não permanece constante para a razão H/L > 1/3, a vazão real excede a obtida pela equação. Os experimentos conduzidos por Francis foram realizados em barragens comparativamente longas, sendo que maioria delas apresentava largura da crista L = 10 pés e altura manométrica no intervalo 0,4 pés ≤ H ≤ 1,6 pés. Sendo assim, a equação é aplicável para as condições supracitadas. Experimentos conduzidos por USBR em barragens de 6 polegadas, 1 pé e 2 pés mostraram que a equação de Francis também é aplicável em barragens com largura de crista L menores, respeitando-se a relação H/L ≤ 1/3.

A equação 1 está restrita as seguintes condições:

1. RazãoP/H ≥ 2.

2. Razão b/H ≥ 2.

3. Razão:  L/H ≥ 3.