Cálculo da vazão de uma barragem retangular

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O programa emlinharetangular calcula a descarga através de uma barragem retangular (Fig. 1). Para produzir contração total, a crista e os lados da barragem são colocados suficientemente longe do fundo e dos lados do canal. O procedimento de cálculo segue a seção 6 do capítulo 7 do USBR Water Measurement Manual.


Fig. 1  Esquema da barragem retangular.

A fórmula de Kindsvater-Carter para uma barragem retangular é:

Q = Ce (L + kb) (H + 0,003)3/2[1]

onde Ce = coeficiente de descarga efetivo; L = comprimento da crista da barragem, em pés, kb = um fator de correção para obter o comprimento efetivo da barragem, em pés; H = carga medida sobre a crista da barragem, em pés; e Q = descarga, em pés cúbicos por segundo. O valor B é a largura média do canal.

O fator de correção kb é uma função da razão L/B, como mostra a Fig. 2.

Fig. 2  Fator de correção kb para obter o comprimento efetivo da barragem.

O coeficiente de descarga efetivo Ce inclui os efeitos da profundidade e largura relativas do canal. É uma função de H/P e L/B, como mostra a Fig. 3.

Fig. 3  Valores de Ce como uma funç.ão de H/P e L/B.

Dados H, L, B e P, e as razões H/P e L/B, os cálculos procedem nos seguintes pasos:

  1. O fator de correç.ão kb é calculado utilizando Fig. 2.

  2. O fator de correção de descarga Ce écalculado utilizando a Fig. 3.

  3. A descarga Q é calculada utilizando a Eq. 1.

A equação de barragem retangular (Eq. 1) é sujeita as seguintes restrições:

  1. As relações de calibragem (Figs. 2 e 3) foram desenvolvidas com aproximação de fluxo retangular. Para aplicações com outros formatos de fluxo, a largura média do fluxo para cada carga devem ser utilizadas como B   para calcular descargas.

  2. A carga H  deve ser pelo menos 0,2 pés (0,061 m).

  3. A altura da crista P ≥ 4 polegadas (0,3333 pés, ou 0,1015 m).

  4. O comprimento da crista L ≥ 6 polegadas (0,5 pés, ou 0,1524 m).

  5. A razão H/P ≤ 2,4.

  6. A elevação da superfície de água do canal deve ser ao menos 2 polegadas (5 cm ou 0,05m) abaixo da crista da barragem.


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