Estudo do escoamento em bacia de dissipação com soleira terminal a jusante de vertedouro em degraus : critérios para o dimensionamento hidráulico

Abstract

A aplicação de soleiras terminais em bacias de dissipação melhora o desempenho da estrutura em relação à distribuição de pressões e dissipação de energia no pé do vertedouro, podendo melhorar a eficiência da mesma. Estudos demostram que, se corretamente dimensionados, esses acessórios amenizam os impactos causados pelo escoamento macroturbulento além de acomodar adequadamente o ressalto dentro da bacia de dissipação. O presente trabalho aborda resultados de estudo desenvolvido em bacias de dissipação com soleiras terminais triangulares baseando-se em análise de dados de pressão junto ao fundo da bacia. As análises foram realizadas com números de Froude entre 5,98 e 7,44, com soleiras de diferentes alturas e ângulos de inclinação, colocadas em diferentes posições na bacia a jusante de um vertedouro em degraus. Com a análise realizada foi possível avaliar a influência da inclinação, da altura e do posicionamento da soleira no comportamento do escoamento e assim determinar critérios para dimensionamento de bacias de dissipação a jusante de vertedouros em degraus, contribuindo para projetos mais eficientes e econômicos. Os resultados mostraram que as flutuações de pressão na bacia diminuem com a inserção de soleiras terminais. A jusante da bacia foi possível concluir que as flutuações diminuem conforme é reduzido o ângulo da soleira. Entre as posições de soleira estudadas, a equivalente a 1/2 da altura do vertedouro apresentou os menores valores de flutuações máximas.

The application of end sills in stilling basins improves the performance of the structure in relation to the distribution of pressures and energy dissipation at the foot of the spillway, which can improve its efficiency. Studies show that, if correctly dimensioned, these accessories mitigate the impacts caused by the macroturbulent flow in addition to adequately accommodating the bounce within the dissipation basin. The present work addresses the results of a study carried out in stilling basins with triangular end sills, based on the analysis of pressure data at the bottom of the basin. Analyzes were performed with Froude numbers between 5.98 and 7.44, with end sills of different heights and angles of inclination, placed in different positions in the basin downstream of a stepped spillway. With the analysis carried out, it was possible to evaluate the influence of the slope, height and positioning of the end sill on the flow behavior and thus determine criteria for the design of dissipation basins downstream of stepped spillways, contributing to more efficient and economical projects. The results showed that the pressure fluctuations in the basin decrease with the insertion of end sills. Downstream of the basin it was possible to conclude that the fluctuations decrease as the end sill angle is reduced. Among the end sill positions studied, the equivalent of 1/2 of the spillway height showed the lowest values of maximum fluctuations.