Ressalto hidráulico em vertedouros afogados por jusante : análise do impacto sobre a viga inferior da comporta

Abstract

Resumo: No Brasil, será cada vez mais comum a construção de usina de baixa queda com vertedouros afogados por jusante. Essa condição pode gerar esforços hidrodinâmicos não previstos, decorrentes do impacto de oscilações do ressalto hidráulico na viga inferior da comporta segmento. Atualmente não existem metodologias para definição desses esforços. Visando contribuir com o desenvolvimento deste tema, que traz segurança no dimensionamento dessas estruturas, o presente trabalho realizou ensaios em modelo físico reduzido em escala 1:25 para medição dos esforços na viga inferior da comporta segmento. Foram verificados esforços máximos da ordem de 3.900 kN, em escala de protótipo, tanto de tração quanto de compressão, correspondentes a cerca de 19% do peso estimado da comporta. Este trabalho faz parte do projeto de P&D PD-06491-0445/2017 de título "Critério Empírico e Metodologia Computacional para a Estimativa de Esforços na Viga Inferior de Comportas Segmento Sujeitas a Ondas de Ressalto Hidráulico" desenvolvido pelo Lactec e Intertechne para Copel Geração e Transmissão S.A., no âmbito do Programa de Pesquisa e Desenvolvimento Tecnológico do Setor Elétrico regulamentado pela Agência Nacional de Energia Elétrica - ANEEL".

Abstract: In Brazil, it will be increasingly common to build low headed power plants with submerged spillways downstream. This condition can generate hydrodynamic stresses, resulting from the impact of oscillations of the hydraulic jump, on the lower beam of the segment gate. Currently, there are no methodologies to define these stresses. Aiming to contribute to the development of this theme, which brings security to the gate projects, the present work carried out tests in a 1:25 hydraulic scaled model to measure the impact in the lower beam of the radial gate. Maximum stresses of the order of 3.900 kN in prototype scale were verified, both in traction and compression. Stresses of this order represent around 19% of the estimated radial gate weight. The study is part of the P&D project PD-06491-0445/2017 "Empirical Criteria and Computacional Methodology for Estimating Forces at Radial Gate Inferior Girder Subject to Hydraulic Jump Waves" ("Critério Empírico e Metodologia Computacional para a Estimativa de Esforços na Viga Inferior de Comportas Segmento Sujeitas a Ondas de Ressalto Hidráulico"), in development by Lactec and Intertechne to Copel Geração e Transmissão S.A., as part of the Eletric Power Sector’s Research and Technological Development Program, regulated by the National Agency of Eletric Energy (ANEEL).