Análise da propagação de ressalto hidráulico num canal experimental a montante de um obstáculo

Abstract

Esse trabalho baseia-se na análise experimental da propagação do ressalto hidráulico a montante (contrário ao sentido do escoamento) de um barramento brusco num canal retangular de acrílico. O referido canal localiza-se no Laboratório de Hidráulica do Departamento de Engenharia Civil da UFPE, Recife — PE. O canal utilizado no experimento é constituído de três trechos — dois horizontais (nas extremidades) e um inclinado (na sua parte central) — e também de articulações entre estes trechos o que possibilita o translado vertical do trecho inicial e a variação do ângulo de inclinação do trecho central. Este último, feito através de um elevador que possibilita erguer o trecho inicial de modo a variar a inclinação do trecho central numa faixa de 0° a 29,23°. Em contrapartida, o trecho final mantém-se sempre fixo e na horizontal. O experimento, realizado no trecho final do canal, consistiu em induzir a formação de um ressalto hidráulico através de um barramento brusco, o qual foi feito com um vertedor triangular de chapa de aço. Este barramento foi realizado em duas sessões para mesma inclinação e para cada uma delas foi analisado a translação vertical (em três sessões) e horizontal (ao longo do canal) do ressalto. É importante destacar que o experimento foi repetido três vezes para cada translação afim de garantir uma maior representatividade do fenômeno. Como resultado, foi possível observar que o escoamento, antes supercrítico, passou a ser subcrítico após a sua interrupção brusca, induzindo assim a formação do ressalto. Através de uma escala horizontal (com espaçamento de 12,5 cm) e vertical (com papel milimetrado), a formação e propagação do ressalto foi filmado, afim de se obter dados precisos das transições verticais e horizontais do escoamento. O experimento foi realizado a vazão constante (Q = 0,00473 m3

/s) e variando as inclinações do canal (no total de três, I1 = 0,424 m/m, I2 = 0,279 m/m e I3 = 0,157 m/m). Dotado do valor da vazão, da geometria do canal e das alturas do escoamento, o número de Froude foi calculado e o ressalto foi classificado como estável ou forte. Com os dados coletados dos deslocamentos em função do tempo, foi possível calcular as variações de velocidades vertical e horizontal do fenômeno.