Previsão dos valores de pressão junto ao fundo em bacias de dissipação por ressalto hidráulico

Abstract

Este trabalho foi desenvolvido no Programa de Pós-Graduação em Recursos Hídricos e Saneamento Ambiental do Instituto de Pesquisas Hidráulicas da Universidade Federal do Rio Grande do Sul com o apoio de Fumas Centrais Elétricas S.A., fazendo parte do projeto de pesquisa intitulado: Modelos Numérico e Experimental para Dimensionamento e Otimização das Bacias de Dissipação- Etapa Experimental. O presente trabalho consiste em sugerir um método para estimar as pressões, com diferentes probabilidades de ocorrência, que ocorrem junto a uma bacia de dissipação por ressalto. hidráuliço. O conhecimento das flutuações de pressão e, principalmente, dos valores extremos é de elevada importância em função dos danos que estes podem provocar nas estruturas de dissipação, tais como, problemas ligados à fàdiga, cavitação e ressonância. Por isso, um método para estimativa dos valores de pressão é de muita utilidade para os profissionais que atuam no dimensionamento das estruturas de dissipação de energia hidráulica A previsão dos valores de pressão foi realizada através de análise estatística dos dados obtidos nas medições efetuadas no experimento montado por Endres (1990), onde foi possível averiguar que as' amostras coletadas não seguiam uma lei normal. Com os valores referentes à pressão média, o desvio padrão das pressões e as distribuições de freqüência das amostms, foi possível determinar uma distribuição probabilidade, função de um coeficiente estatístico (N), que se adaptou de forma muito satisfàtória aos valores medidos. Foram utilizados os dados de protótipo da UHE Porto Colômbia (1996) para validação do método proposto. Para as tomadas de pressão situadas no trecho plano da bacia de dissipação, os resultados são considerados satisfàtórios, com erros relativos menores que 10% na maioria dos casos. Este resultado mostra que o método pode ser adotado para umà previsão preliminar das pressões que ocorrem em sistemas reais.

This work was developed at the Post-Graduation Program in Water Resources and Environrnental Engineering, with support from Fumas Centrais Elétricas SA, as part ofthe research project entitled: Numerical and Experimental Models for Design and Optimisation of Dissipation Basins-Experimental Stage. The present work consists of a proposal of a method to estimate pressures in a dissipation basin by hydraulic jump, associated to different probabilities of occurrence. The knowledge o f pressure values and fluctuations is ofhigh importance due to the damage they can cause to the dissipation basins, such as problems related to fatigue, cavitation and ressonance. Consequently, a method to predict pressure values is of great usefulness to professionals that work on the design of hydraulic energy dissipation structures The prediction of pressure values was performed by a statistical analysis of data from experimental measurements collected by Endres (1990), that allowed to verify that the collected samples did not followed a Normal Distribution Law. A probability distribution, developed as function of a statistical coefficient (N) and based on sample distribution frequencies, mean and standard devíation pressure values, showed good agreement to the measured values. Data from the hydropower plant Porto Colômbia prototype (1996) was used to validate the proposed method. The results were satisfactory for the pressure tap located in the fiat stretch o f the dissipation basin, showing relative errors generally smaller than 10%. This result shows that the method can be adopted for a prelimiruny prediction of pressure values in real systems.