FenixEdu™

Dissertação

{pt_PT=Descarregadores de cheias em degraus com soleira em teclado de piano: caracterização do escoamento de emulsão ar-água e perda de carga} {} EVALUATED

Detalhes: {pt=O presente trabalho foca-se no estudo do escoamento deslizante sobre turbilhões num descarregador de cheias em degraus precedido de uma soleira em teclado de piano (PKW) e do ressalto hidráulico na bacia de dissipação de energia a jusante do descarregador. A partir do conjunto de dados experimentais de concentração de ar e velocidade do escoamento obtidos no descarregador de cheias em degraus da instalação experimental do Laboratório Nacional de Engenharia Civil (LNEC), analisaram-se os perfis de concentração de ar, bem como de velocidade do escoamento e evolução das principais grandezas características do escoamento de emulsão ar-água ao longo dos eixos de simetria das teclas interior e exterior da soleira descarregadora, e no trecho de jusante, em diversas verticais ao longo de duas secções transversais: concentração média de ar, altura característica do escoamento e altura equivalente da água. Os resultados são comparados com os apresentados em trabalhos anteriores, com diferentes alturas dos degraus do descarregador, com o mesmo tipo de soleira descarregadora ou do tipo Waterways Experiment Station (WES). A partir da obtenção das alturas piezométricas e do escoamento na bacia de dissipação, com a formação de ressalto hidráulico após a secção contraída, analisou-se o comportamento do escoamento no pé do descarregador, na secção transversal inicial, e ao longo do restante trecho da bacia. São revistas expressões adimensionais apresentadas em estudos anteriores que permitem estimar a perda de carga total no descarregador, a partir do cálculo da altura equivalente de água na secção contraída e resultante energia especifica residual., en=The present research focuses on the study of skimming flow in stepped spillways and hydraulic jump in a stilling basin, using a piano key weir (PKW) upstream. Based on a data set of air concentration and flow velocity gathered in the stepped chute installation of the National Laboratory of Civil Engineering (LNEC), an analysis of the air concentration and flow velocity profiles was carried out. Additionally, the evolution of main characteristic properties of the air-water flow along the symmetry axes of the inner and outer keys of the weir was obtained, namely the following: mean air concentration, characteristic flow depth and equivalent clear water depth. The results were compared with those from previous experimental studies with different step heights, not only with the same type of weir but also with Waterways Experiment Station (WES) profiles. Piezometric heads and flow depths in the stilling basin, along with main properties of the hydraulic jump formed at the toe of the chute were acquired. This allowed the study of the behavior of the flow along the initial cross-section and on the remaining reach of the stilling basin. Also, add-ons to previously studied normalized formulae were added from the calculation of the equivalent clear water depth at the entrance of the basin, the residual specific energy and the total head loss along the stepped spillway.}
Keywords: {pt=descarregador de cheias em degraus, soleira em teclado de piano (PKW), escoamento deslizante sobre turbilhões, emulsionamento de ar, energia específica residual, ressalto hidráulico., en=stepped spillway, piano key weir (PKW), skimming flow, air entrainment, residual energy, hydraulic jump}

Discussão: dezembro 9, 2019, 11:0