Dissertação

{pt_PT=Emulsionamento de ar e dissipação de energia do escoamento em descarregadores de cheia em degraus com soleira em teclado de piano} {} EVALUATED

{pt=O presente estudo é dedicado à investigação do escoamento deslizante sobre turbilhões e do ressalto hidráulico numa bacia de dissipação de energia, para um descarregador de cheias em degraus com soleira descarregadora em teclado de piano (PKW). Os ensaios experimentais decorreram no Laboratório Nacional de Engenharia Civil (LNEC), onde se procedeu à medição da concentração de ar ao longo do descarregador e das alturas piezométricas na bacia de dissipação de energia. No descarregador em degraus, analisaram-se os perfis de concentração de ar, bem como a evolução das concentrações médias de ar e das alturas representativas do escoamento de emulsão ar-água ao longo do descarregador. Obtiveram-se concentrações médias de ar ao longo do descarregador ligeiramente inferiores para o descarregador com degraus de 4 cm de altura em relação ao descarregador com degraus de 8 cm de altura. Na bacia de dissipação de energia, avaliou-se a distribuição transversal de alturas piezométricas no trecho inicial e a evolução das alturas piezométricas ao longo da bacia. A partir das alturas piezométricas estimou-se a altura equivalente de água, a energia específica residual e a perda de carga total no descarregador. Obteve-se ligeiramente menor dissipação de energia no descarregador com degraus de 4 cm em relação à obtida com degraus de 8 cm de altura, e ligeiramente menor dissipação de energia para a soleira do tipo PKW comparativamente à soleira do tipo WES. Por fim, apresentam-se expressões adimensionais para estimar a perda de carga em descarregadores em degraus com soleiras descarregadoras do tipo WES ou PKW., en=The present study is focussed on the skimming flow on a stepped spillway downstream of a piano key weir (PKW), as well as on the hydraulic jump on its adjacent stilling basin. The experimental study took place at the National Laboratory of Civil Engineering (LNEC). Therein air concentration data were acquired along the stepped spillway, and piezometric head data measured on the stilling basin floor. Along the stepped spillway, air concentration distribution, mean air concentration, equivalent clear water depth and characteristic flow depths were analysed. The results indicate that the mean air concentrations obtained along the stepped spillway downstream of a piano key weir with 4 cm high steps are slightly lower than those obtained with 8 cm high steps. For the stilling basin, the distribution of the piezometric head at the initial section and the development of the piezometric head along the stilling basin were analysed. Based on the piezometric head, the equivalent clear water depth, the residual specific energy and the total energy dissipation at the spillway were analysed. The results indicate that the total energy dissipation for the stepped spillway downstream of a piano key weir with 4 cm high steps is slightly lower than those obtained with 8 cm high steps. Also, the total energy dissipation in the chute with a PKW weir is slightly lower than that in the chute with a WES weir. Finally, normalized formulae are presented to estimate the head loss on stepped spillways downstream of PKW or WES weirs.}
{pt=descarregador de cheias em degraus, soleira em teclado de piano (PKW), escoamento deslizante sobre turbilhões, emulsionamento de ar, bacia de dissipação de energia, dissipação de energia, en=stepped spillway, piano key weir (PKW), skimming flow, air entrainment, stilling basin, energy dissipation}

Janeiro 4, 2018, 11:0

Publicação

Obra sujeita a Direitos de Autor

Orientação

ORIENTADOR

Jorge De Saldanha Gonçalves Matos

Departamento de Engenharia Civil, Arquitectura e Georrecursos (DECivil)

Professor Auxiliar

ORIENTADOR

Maria Teresa Fontelas dos Santos Viseu

Laboratório Nacional de Engenharia Civil

Investigador Auxiliar