Condições de escoamento de ar em aeradores de fluxos de alta velocidade

Abstract

Resumo: A avaliação de vazões de ar em aeradores pode ser feita com auxílio de equações ajustadas a dados de protótipo. Porém, seu uso requer o conhecimento das pressões sob o jato e portanto uma estimativa das condições do fluxo de ar (pressão - velocidade) . Buscando esclarecer alguns aspectos da modelagem matemática do escoamento de ar nos aeradores, foi estudada em detalhe a perda de carga nos dutos de admissão e aeração em aerador do tipo utilizado no vertedouro de Foz do Areia. Os testes em modelo reduzido mostraram que a perda de carga é sensível à geometria e ao grau de expansao do fluxo na transição entre os dutos e à ocorrência de distribuição em marcha no duto de aeração. O escoamento de ar ao longo do duto de aeração foi analisado, abrangendo as questões da rugosidade da interface ar-água e da distribuição de vazões de ar. A partir dos resultados obtidos e do modelo proposto por Clóvis Ávila (1991) modelou-se numericamente o escoamento de ar no aerador n° 1 do vertedouro de Foz do Areia e fez-se confronto com valores medidos em protótipo.

Abstract: The evaluation of entrained air flow at aerators can be done with equations adjusted to prototype data. The use of these equations requires the knowledge of pressures below the water jet and consequently the evaluation of flow conditions (pressure - velocity) . A study of head losses at the intake and in the aeration ducts of an aerator similar to the Foz do Areia aerator was carried out in order to investigate some aspects of mathematical modeling of air flow. Model tests have shown that the head loss is affected by geometry and expansion of flow at the entrance of the aerator duct and by flow distribution along the duct. The air flow along the aeration duct was studied, including the air-water interface roughness and the air distribution along the duct. The information from this study and the model proposed by Clóvis Ávila (1991) were used to mathematically model air flow at Foz do Areia spillway aerator #1. The results were compared to prototype data.