Vibrações induzidas pelo escoamento sobre uma comporta plana com descarga de fundo

Abstract

Uma investigação experimental de vibrações induzidas pelo escoamento sobre um dispositivo elástico representativo de uma comporta plana vertical com descarga de fundo é apresentada. O dispositivo elástico utilizado, instalado em um canal aberto com escoamento de água, consiste, basicamente, em uma placa plana de alumínio cujas dimensões aproximadas são de 500 mm de largura x 800 mm de altura x 20 mm de espessura. Cinco geometrias de terminal inferior em contato com o escoamento são ensaiadas. O comportamento vibratório do dispositivo, submetido a diferentes configurações de escoamento em valores de abertura de descarga de 10, 20, 30 e 40 mm, é caracterizado através de medições de aceleração instantânea no sentido do escoamento e de níveis médios de água em torno do dispositivo. Os resultados mostram que a geometria do terminal inferior em contato com o escoamento desempenha um papel de fundamental importância quando o objetivo a atingir é a diminuição da magnitude das vibrações. Aparentemente, a magnitude dos processos vibratórios se acentua em aberturas de descarga menores, sendo ainda mais significativa em valores deste parâmetro que sejam inferiores à espessura da placa. Uma notável diminuição na intensidade da vibração tem lugar com a condição de descarga sem afogamento.

An experimental investigation of flow-induced vibrations on an elastic device representative of an underflow vertical gate is presented. The elastic device, installed in an open-channel water flow, consists basically of an aluminum flat plate with approximate dimensions of 500 mm of width x 800 mm of height x 20 mm of thickness. Five different gate bottom lips in contact with the flow are investigated. The behaviour of the vibrations of the device, submitted to different flow conditions in opening discharge values of 10, 20, 30 e 40 mm, is characterized through measurements of instantaneous acceleration in the streamwise direction and average water levels around the flat plate. The results show that the geometry of the gate bottom lip in contact with the flow plays an important role when the objective is the reduction of the magnitude of the vibrations. Apparently, the magnitude of the vibrations is higher in lower opening discharge values, being more significant in values of this parameter lower than the plate thickness. Lower intensity of the vibration is reached in flow conditions with zero submergence.