ABNT NBR228 - Turbinas hidráulicas - Ensaios de campo

5/9/2018 ABNT NBR228 - Turbinas hidr ulicas - Ensaios de campo

ABNt.Assoclac;aoBrasllelra deNormas TecnlcasSede:Rio de JaneiroAv. Treze de Maio , 13 - 28 endarCEP 20003 Caixa Postal 1s a oRio de Janeiro RJTel.: FlABX (021) 210-3122Telex: (021) 34333 ABNT-BREnde~ Telegrafico:NORMATECNICA

r

Copyright e'1990.,ABNT-Assoei8lf80 Brasilelrade Nannu Tecnicu

. Printed in BrazillImp~so no BrasilTados osdireilo, reeervadOll

CDU: 621.224.004.15.001.4 MAI0/1990Turbinas hldraullcas - Ensaio decampo

Metoda de ensaioRegistrada no INMETRO como NBR 11NBR 3-Norma Brasileira Registrada

90 paginas

1 Objetivo2 Oocumen tos complement ar es3 Oefinic;6es4 Natureza e a lcan ce d as5 C ondic;6es necessarlas6 P ro ce dim en to d o e ns alo7 M etodo da m edic;ao da8 Meto do p ara m ed ic ;a o9 Me to do para ........-li,..,:;r10 Medic ;a o e11 Medlc;ao da12 Va ria c ;ao dacarga13 vanacaocarga

o s e ns aio s de campo ne ce ss ario sd o d es em pe nho d e tu rb in as hid rau lica sd as g ara ntia s o te re cid as , b em c om oe a s q ua ntida des q ue sa o u til iz ad as p ara

d e a ce rta ca o d as re fe rid as tu rb in as .

SUMARIO

ae apllC8980

'+ 'C"9fLJCI r tamanho au tipo, de reac;ao au de ac;ao. Em. .. . ' ,_ _ ' .., g , , e a pllc av el a tu rb in as a co pla da s d i re tame nte a oCDlIII 'ClOIJre e ne rg ia slatnca.

1.2.1 E sta N orm a co bra o s p re pa ra tivo s pa ra a s e nsa lo s derecepc;ao na usina para determ inar se as garantias dasturb inas foram atendidas. D eterm ina as regras para suacondu~o e prescreve as medidas a serem tomadas emcasas de coraestacao da condU l;ao dos ensaios. Trata dam aneira com o devem ser caJculados os resul tados e asd ir etr iz es pa ra 0 p re pa ro d o re la t6 rio fin al.1.2.2 O s en sa io s d e a ce ita c;ao de m ode Jo s sa o tratad os emoutra Norma .1.3 Toplcos exclufdos

a Norm a I EC -4 1 1.3.1 Esta Norma exclui todos o s a ss un to s riA int"'r...~~...apenas comerc ia l, e x ce to aque les ind is solu velmen te If gadosa c on duc ;a o d os a nsa to s d e aceltacao.1 .3 .2 E sta N orm a n ao se o cu pa d os de ta lh es e stru tu ra is datu rb in a n em d as p ro prie da de s rre ca nic as d e c om po ne nte s.2 Documentos complementaresN a a plle aca e d esta N orm a e necessa ria consu lta r:

Norma e apucavel, de modo geral, a turb inas de lEe 41 - Intern ation al co de fo r th e fie ld a cce ptan cete sts o f h id ra ulic tu rb in es


'efeito s de sta N orm a sao a do ta da s a s d efini es3.12.

3.1.2 vazaogarantida3.1.3 vazaoe rn vaz lo3.2 Area

3.2.1 A rea daseo de entra da da turbi-na

3.2.2 A rea dasecao de safdada t urbi na

3.3 Velocidademedia

3.4 P ressao nae ntra da da tur-bina.... "? Ir-ressaornanorretnca3 .4 .2 P rsssaona entrada daturbina

Defin ;c;ao Sfmbolo Unidade

V olum e d'agua que atravessa um a seo a m 3/sdetenninada, na u nid ad e d e tempo .V olum e de ag ua u tiU zad o pe la tu rb in a na 0 rn3/sun ida de de te mpo . in clus ive v aza men to n asvedaes, tampas e tub ula e s de eq uilib rio , masa a gu a utiliz ad a p ara 0 funcionamentoe maqu tn as a ux ilia re s,

para 0 a rr ef ec ime nt o d os manc ais .Or m3/s

n~ .-.~"'t'..,..,_.1_~_._. ,,,"..a..

A rna

AI r n 2

A rea de safda de 5Utlllb1!1'fixa do , de co mum aco rd o 1 i i 1 i _ . ' "d e re ac ;:a o. Em tu rb in as s em tu baa s itu ac ;:a o d a s ec ta o d e s sfd a d ev ed efinid a d e co mum a cordo . Ema area da seo transversal na saidap od e s er d efin id a e _ I"V'rt~"""'- -~-;._ --e I nnmtamente g rande .V alor da vazao divid ido pela area da seotransversal. mls

v=O/AP res sao e m qu alq ue r po nto d o s iste ma , ex pres sac omo fo rc ;:a p or u nid ad es d e a re as .

Ind ica c;a o do m ana m etro em qu alqu er p on to d osistema.Pressao rn an om etrica no p on to d e rn edica o n ae ntr ad a, c om cor recao de d i fe renc ; :a de a l tu raentre 0manome tro e aq ue le po nto .

PI

P re ssa o rn an orne trica n o po nto d e m ed icia o nas ald a, co m corre ca o d a d ife re nc ra d e a lturaentre 0 mana metro e aque,~ ............ _._ ..... .....

- - - - - - - - - - - ~ - - - - - - - - - - - -3 .4 .3 P ressaon a s aid a da tur-bina


,, .;iI /continua< j8o!jTermos Deflnic;:Ao

3 .5 Pes o e spec ffic odaagua3.6 A ltura daqueda3 .6 .1 A ltu rad e p re ss ao3 .6 .2 A lt urad ina mic a (a uc arg a dev id o avelocidade)

",c." Jo\llUI i;lp ote nc ia l (o uca rga geodesica )3 .6 .4 A ltu ratotal

3 .6 ,5 A ltu rade oueda Iiouida

Peso por unidads de volume da agua u tiliz adape la t urb ina 1

A ltu ra d a co lu na d e a gu a e qu iva le nte a pressaoem qua lq ue r ponto da ins taJa .;Ao.A ltu ra da co lu na d 'a gua e quiv ale nte a o q uad ra dod a v elo cid ad e m ed ia , d ivld id a p alo d ob roda acele rac ;a .o da g rav idade

h =v 229I'\llUli;l Uti UIII ~ lIlU Uti IIItIUIIji:lUdo mar ou de cutro nlve l de

m

m

m

m

3 .6 .6 A ltu ra d e H , mquada ga ran tida3.6.7 A ltura de os Iim ites dos H g mq ue da b ru ta ju san te da in s ta la c ;ao ,turbina e nutao. o.0f" ""' _ ..J_ .....i_ " " _ , . . , . --""'- . . . . . . - . . . _ . . . . . . . . . " " " - - - . . " , "'carga (perda dealtura)3 .6 .9 'A1 tu ra do de a ltu ra e ntre a se c;a .o d e a mde calibra l;8o do instrum ento e ad o p on to d e m ed il;S o.

d a c olu na n o lo ca l d 'a gu a c orre sp on de nte hb ma p re ss A.o a tm os fe ric a e temp era tu ra n olocal.A ltura da turbina au do rotor sobre 0 h , mnivel de jusante (ver Figura 5).

A ltura do nlvet d'agua em rela l;S o ao nlvel Zm mm edia do m ar ou outra cota de referencia./continua

v alo re s ta be la do s d e y na Tabela 1.va lo re s ta be la do s d e 9 na T ab ela 2 .


3.7.2 Poteneiafornecida pelaturbina oupotencia efetiva

3.7.3 Potmciagarantidanominal3.8 Rendimento3.B.1 Rendimentoda turbina

3.8.2 Rendimentomediaponderado daturbina

Sfmbolo Unidadeetinic;ao

PI

Patencia hidraulica equivalente a vazao adaturbina sob a altura de queda Ifq uid a Hn'= K.y.a.H~

mecan ica t ransmf ti da pelo eixa dae deterrninada pela soma de:

nos tsrrninais do geradore eletricas do gerador

escora comum: perdasmA1Jlnrl!: ao gerador

Potencia famecida pela turbide queda garantida H , epara as quais a turbina fai

Rela~o percentual entre a patenciae a absorvida pela turbina. 1 1 ,

Aendlmento media ponderado calculadoaritmeticamente a partir dos va.lores isclados:

correspandentes aos valores de potsncla garantidaou de vazao garantida, com os respectivospesos atrieuloos:

definldos para essas potsncias au vazoss, pormeio da relaqao.

., = W, 1 1 , +W2T]2 + wl' 'lla' ....w , +W2 +W3

kW

kW

kW


lcontinua~oTerrnos Oefiniqao

3.8.3 Rendimentomedio antrnetlcode turbina

3.8.4 Rendimentomedioplanimetrado daturbina3.9 Velocidadede retacao daturbina3.9.1 Velocidadede rotactaonominal3.9.2 Velocidadede rota~oem vazio (semcarga)3.9.3 Velocidadede rotac;ao emdisparo

3.10 Varia


:,Defini910 Unidadermbolo

Pressao quando nao h a vazac.

p re ss eo in sta nta ne a s tin g id a q ua nd odeterminada carga e sub it amente r eje ita da

7).d e p rs ss ao in st8 ntA ne a e xp re ss ada presseo eSU\tica quandoe subHamente rnodificadaaxima

r' '83.12 Cavita'tEi0 formam quando 0 nrvelv alo r p ro ximo d aq ue le

ImrllOOlem quando

3.12.1 Eroseopor cavi tac ;ao

Pa

Pa

Nota: Qualquer termo, defini~io ou unidade de medlda c M . . - l i l l l f9i IHJa dMilsen Icorda:lo par escrito poles partes con1ratantes antesd o in ic io d os 8Il$8.i05.

rl1:ll"'" 1 - ,....1 .... ' ...... -0 1'IOIUjGU \rilllnliOliII, nellcc, Nlp18nJ. I.iaIXB"plral dl aec;ao reta"gular emTubo de succ;:io curvo


_ -

0---

Figura 2 Turblna de

+yFlgura 3 Turblna de rea9iio, elxo horizontal


01 +011

c

2 o

pg1- +

"f 29

29

/FIGURA5

. - - . . . . . .


A

hs

rotacao especfficaalta rotao especffica

Altura de succ;aopositivaAltura de succ;aonegativa

F) Altura de s~o para rotores inclinadosRgura 5 Defln1lfio da altura geodeslea de sucq80 h.

/FIGURAS 6 e 7


"

" '.RGIII .

Varlac;io da velocldade apes sublta reJeiq80 de carga

reJelc;io de carga


Tabela 1 - Vartaq.io de ,(, peso .speciflco da agua, com a temperatura,latitude e altitude ac:Jmado nfvel medlo do mar

Altitudem LatitudePeso especifico da agua em N/ml Temperatura da agua

o 4 10 20

Niveldomar

1000

2000,

4000

Nota:

o1020304045 apx.506070o1020304045 apx.506070o102030404Sapx.506070a10203040

9,76779,76779,mS9,7n69,76749,79729,79729,80709,8168sren9,70779,76779,77769,78749,78749,79729,80709,8070

9,76779,7fil79,7nS9,77769,78749,79729,79729,80709,81089,76779,76779,77769,777S9,78749,79729,79729,60709,8070

9,7fil79,76779,76n9,77769,78749,78749,79729,80709,6070

9,728S9,73849,74829,74829,75809,76779,7077

9,68939,68939,69919,69919,70899,71879,71879,72859,7384

9,71879,72859,72859,73849,74829,74829,74829,75809,76779,71879,71879,72859,72659,73849,74829,74829,75809,7677

9,68939,68939,69919,69919,70899,71879,71879,72859,73849,68939,68939,6893~,69919,69919,70899,70899,71879,7285

9,74829,74829,75809,75BO9,76779,76779,77769,79749,7972

9,75809,76779,76779,77769,78749,78749,79729,8070

9,73849,74829,74829,75809,76779,76779,77769,77769,7874

"""''''inil'l,,,.. le va nd o em c on si de ra r;:a o 0 em puxo do ar resultante de Atm osfera Padreoval ida pa ra 0 a r se ee , mB $ a umid ad e n eo mod ifie a e s v alo ro :> s up en ere e a 0,1%.

/TABELA2


Tabela 2 Varlac;ao da aeelerac;ao devlda a gravldade "g" com a latitudeterreatre e a altitude eelma do nivel mecUo do mar

Altura em m etros aclm a do "rval media do mar0 1000 2000 4000

m/s2 m/s2 m /S 2 mjs29,78049 9,77740 9,77432 9,768159,78204 9,77896 9,77587 9,769709,78652 9,78343 9,78034 9,774179,79338 9,79029 9,78721 9,781039,80170 9,79872 9,79563 9,7894681079 9,80770 9,80461 9,798449,81610 9,81307 9,806909,82305 9,81997 9,81380

Nota: Conterenaa Intemaclonal de Pesos e Medldas e 9,80665mJr; correspondendoe 80n ive l do mar .

4.1.3 0 fom ecedor nae e r esponsave l pelo s valo res das " "" 'iiiliiil;;il_ rsalturas de quada e das vazOes a partir dos quais saod ete nn in ad as a s potBncias e o utra s g ara ntic ls , n em mesmoq ua nd o a s m ed i~ es necessaries te nh am s id e e fa tu ad asp or e le a u p er s eu re pre se nta nte . P re te nd en do -se u tiliz aro gerador eletrico como meio indireto da medi'18o dap otencia, enta o e le e a s seus equ ipa mentos auxiliare sd ev ern s er s ubme tid os a um a de qu ad o e ns aio d e re c& pc ;a o,a o q ua l 0fornecedo r de tu rbina, o u 0 seu represen tan te ,tem 0 d ire ito d e a ss is tir.

4 Natureza e alcance das4. 1 Generalldades4.'k1 Um con tr ato contern asre nd lrn en to d a tu rb in e, p od endo c on te radlclon als refe ren tes a va riae s dero ta '1 80 de d ispa ro e e ro sa o por c av ita '1 80 .4.1.2 0 comprador deve apresentar dadose xa to s e a ce na ve is a re sp eito d as p as sa ge nsdesde a tomada d 'a gu a ate 0 c an al d e fuga, e dec orn po ne nte s e e qu ip arn en to s c orre la to s, b erntedas as maquinas acicnadas, sejam elas ~ii.;,a~.~,n a c , e de suas pe;as g ir at6 ria s, do regulador de v e . X I l l i N l d I B ,v alv ula s, re gis tro s e d em ais m ec an ismo s c orre la to s.

4.1.4 Media nte a co rd o rnutuo, 0 fo rn ece do r d ev e re ce be ru ma cO pia visa da do s calculos e re su ltados do s ensaiosdo ge rador.4.2 Garantla. prlnc::lpals4.2.1 PotinclaA garantia da potencia da turbina e respeitada caso aturbin a venh a a to rne ce r um a potsncia pelo m en os igual as eu v alo r g ara ntid o, a altura de queda Ifquida e re laQ aonom in al c orre sp ondente . A s garantias podem sere sta be le cid as p ara d i1 ere nte s a ltu ra s d e q ue da Ifq uid a.1._ "_ _.._4.22.1 A s garantias de re nd irn en to s s ao obede cid as q uandoas valores de rendim entos obtidos nos ensaios nao s a o

inferiores 80S vaIores garantidos. Podern s er d ad as gararniaspara a po tenci aou Vaz80 garantidae, tambem, as d ive rsascargas ou vaz6es parcia is sob um a d as se guintes form es:a) com o rencliment os I'J "Mdiosonde rados numa faixade carges ou de vazoes (ver 3.8.2);b) com o rendim en tos m edias aritm etico s n um a faixa~~~~ cargas au de vaz6es (ver 3.8.3);~: ..r end imentos med ias planirnetric:Os numa fa ixaau de vaz6es (ver 3.8.4).

MnIlntllH podem :ser exigidas e dadas para diwrsas........... quad. Irqulda.

potenciaoEm caso deurn m (nimo. _ '.

de potencia ou de vazao obtidos nosre sp ec tiv os v alo re s d a gara ntia , 0p os sib llid ad e d e e sta be le ce r n ov osvazao , po rem e ste s nao devemvalores de garantia em m aisc alc ulO do re nd imento medio .

escolher essesvalores demon ta nta d as multa s.devem ser reduzidos a

4.2.2.3 Os novosescolh idos devemde garantia para tod es4.3 Outra. garanUa.4.3.1 Van.1f6es d. veloctdade eA am plitude das variaQ oes deocorrem quando da aplicat;ao oude te rrn inadas car gas especif lc adasgaran tias comp iementa res .4.3.2 V.loc: ldad. de rotl lqior-u,""" :;.0;:1 =:iUPU!CIOU CUrTO gararma que, SOD urra

. a ltura de queda, a rotactao de disparo nao daveurn v_lor especificado, nas condiQ 6es da secao 3.com urn determ inado nrvel d e ju sa nte.


3 Se nao for passivel ajustar a rotacao para adapta-Ia~!=~~ flutuaes de altura de queda acima de : : I : 3% , pode ser_ feita a correcao dos resultados do ensaio mediante acordomUtuo, para as variaes ca altura de queda e/ou rota


exame. A agua nao dave conterquantidadecascas, folhas, ervas ou corpos estranhosue possam fixar-se nas extremidades dasafetar desfavoravelmente a escoamento

deve s er c on fla da a execo;:a.onos assuntos de suma

Salvo quandopartes contratuaiso procedimento, bemEptretanto. e preferivel~ritos independentes quedes partes.e . ' . 2 RHponuvel pelos en.. loeo responsavel pelosensaiosdeveacordo entre as partes e deve eYf~meltodos os observadores. Dave conduzir eensaios e fazer relatOrios sobre asDeve ser res po nsave Iportodos os caleulose pelo preparo do relatorio final. Para todasque digam respeito aos ensaios ou a tl}l;~r::l;tJ~IOsuas decisOes devem ser definitivas.8.1.3 Peaao.l, numero. GompetinGla

b) as indicaes das esca.las graduadas, referentesa s aberturas do distribuidor ou do injetor, e dosangulos das p a s . corraspondem as medirt6esrealmente feitas;

oJ as passagens d'agua nao estao obstrufdas oureduzidas pela prese~ de corpos estranhos;

d) nenhum desgaste anormal sa produziu nas partesvitais;

e) todasas tomadas de pressao, tubas rnanometrlcose tubas de Ilga!i8o estao desobstrufdos e convenl-entemente colocados e instalados.

15.2.3MediC;O. previaeNos casos em que for neeessarlo medir com precisao asdimens6es eo comprimento dos tubes entre as tomadasde pressao, recornenda-se faze-Io antes que a unidadeseja colocada em opera!i8o.

8.2..4Inepec;io ap6s oa .n .. loaAp6s a execucao dos ensaios, deve-se preceder a um ainsp9(18o do conjunto dos condutos e das tubula~6esplezometncas a fimde se assegurarque eles estao isentosde corpos estranhos.

sobre 0 programa de ensalos

seguido nos ensaios deve se r detenninadora'~n!f;.Jaj'PllElos ensaios, ievando-se em corsideravao

_:liSIIOIICOIIS tomadas anteriormente conforme 5.1. Todasrt1fi~~i,as. assim como todos as programas, devemsuficiente antececsncla ao compradorapreciar;ao e aprovacao, A aceitar;aoser formuladas por escri to.

Um engenheiro hidraulico experiente deve ser 9$(;Q[t)idc"para a medir;ao das vazoes, e urn engenheiro ""1""tri"'~I.experiente para a med~o das potencias. Os rtro~;;~btimembros da equipe devem possuir expenencia necessil.liaque Ihes possibilite anotar de maneira exata e segura asleituras dos lnstrurnentos que Ihes forem confiados.8.1.4 RepreHntalfio nos onsaloaOcomprador eo tornecedor da turbi na devem ter 0 d ireitode se fazerem representar durante os ensalos po r membrosdo seu quadre de passoa!.6.2 Preparatjio dos ensalos8.2.1 Apresentac;io d. desenhoe e de dadoa Impoltante.Todos as desenhos considerados de importancia para osensaios, assim como todos as dados, documentos,especifica


dos enssios devem ser pre-paradas e reunfdas_auv;..,.de a f e r i c t a o e de corra;:80 de todos os fnstrumentos4Sl~lmempregadoS, a fim de permitir a realiza~o de umrI'l,nlIill"l suficiente de c8Jculos representativos provis6rios,

mais curto posslve! e antes de terminar os. .. . o M i . .. .. . Todos os erros constatados, se pcss fve l, devemiminados ou levados em considerat;ao, e e somente

fe!~~=~~~"l!slil.!iiCOndiQOes que os ensaios podem serencerrados e desligada a aparelhagem do ensaio (ver 6.4.2).

8.3.2.3 Det.Jh.,. da medlljio, Os rnetodos a serern utilizados para medir a vazAo,potencia e altura de queda devem ser indicados.J0.3.2..4Turbin .. Kaplan com OU .. m came d. conjugaCjioas ensaies de rendimento e de patencia cas turbinasKaplan devem serexecutados suprimindo-se, se possivel,a ac;ao do came de conjugat;:Ao do rnovimento de aberturadas palhetas diretrizes com 0 da orientacta0 das pas dorotor, tendo em vista veri flcar qua! a relao correta entredois ajustes. Oeve se r executada uma serie de palomenos cinco ensaios de rendimento para cada valor deorientac;ao da s p a s , com diferentes aberturas do dis1ribuidore prOximas aquelas corsideradas conetas para a orient:agaodas p a s escolhidas. Urn grafico tral18do com estes valoresdeve indicar qual a melhor conjugac;ao. Para ganhartempo, estes ensaios podern serfeitos sob forma de indextest, com valores apenas relativos de rendimento, se elesforern corrigidos po r rnetcdos apropriados e aceitos, paradeterminaC180 da correta abertura das palhetas. Se aconjugaqao otima das pas do rotor fo i antariormentedeterminada palo metodo do index tes~ os cinco pontosde medida aeima citados podem ser reduzidos a ummfnimo de tras pontos. Mediante acordo, os ensaiospodem ser feitos com 0 came de conjugao emfuncionamento.8.3.2.5 ProcedlmentOli a adotar quando uUllzadOlirendlm.nt~ ponderedo.Quando as garantias basearem-seponderados, que dao importancia CI'llme,ret:lldiversos valoree da potencia ou da vazac, ""-=--:;OCIIas mesmas providencias e procurar a rnllift11a plNisatiem lodes os ensaies individuais e naoque correspondam a s cargas erendimentos ponderados, pois econfiaveis abrangendo toda aao res po nsaveIpalos en::;aI05 4~et;devem ser repetidos.6.4lnstrumentes

dos instrumentos,devem constar dotodas as marcasmedic;6es de altura definal.

que nao podem ser aferides noter certificados recentes de

par 6rgao oficial . Ap6s 0 termin~ dosImo:ontf'l


apropriados para vaz6es grandes: 7.1 Metodo da mancha salgada

para vaz6es pequenas:

7.1.1 0 metoda da mancha salgada, desenvolvidoong inalmente pelo professor C. M. Ai le n, baseia-se no fatode que a solu~o salgada (salrnoura) aurnenta acondutividade da agua e que uma mancha salgada dentrode um conduto de agua em escoamento permaneceindividualizada. A soluc;ao salgada e introduzida numaseyao do conduto a montante de dois ou rnais conjuntos deeletrodos e 0 momento de sua passagem pelo plano decada conjunto de eletrodos e registrado graficamente,assim como 0 tempo decorrido. Obtem-se 0 valor real davazao dividindo-se 0volume do conduto entre os pianosdos eletrodos pela media do tempo que a mancha salgadaleva para passar entre os eletrodos. A fim de satisfaze r a se~encias desta Norma, a vazao somsnte deve ser medldapelo metodo diferencial, Isto e , entre dois pares de eletrodos.A medida da vazao, utilizando-se 0volume entre a se!iaode inje~ao de salmoura e um jogo de eletrodos, somentepode ser empregada mediante comum acordo.

- tela rnevet;

rnedidores de7.1.2 A solut;3o salgada deve ser preparada nu rn tanqueaberto. onde deve ser continuamentfO! ;:I(lit::orl::l 4concsntraeae de sal pode variar, de acordo com aconveniencla do d isposit ivo registrador, de 120g/L a 3g/L.A solucao deve passar por urn filtro, a fim de impedir aentrada de panfculas solides no sistema de injecra,o (verFigura 8).

c) metodos de medida deunrversalrnente para ",...." , , , , , ' 0 "Norma, mas que, pod em serespeciais, mediante acordo

Q

a) admissao de agua;b) tanque de mistura; .c) caixa de madeira;d) filtro;e) tanque de pressao:1) descarga para atmosfera;g) admlssao de ar cornprirntdo:h) valvula de a980 rapida:i) tubo curto;j) para a valvula de inje


N6-228/1 990

- 7.1.3 A sclucao deve ser introduzida no conduto porintermedio de urn sistema de tubes e de valvulas, quedevem injeta.-Ia em forma de urna cortina plana.perpendicularmente ao escoamente dagua. Essas vaJvulasdevem ser dotadas de uma rnola, que produza umaccntrapressao de aproxirnadamente 35kPa, a tim de

garantir urn fechamento afieaz e evitaraberturas devem ser regulaveis. r.nrltnr'fTprassao de inje~o deve superar ema prassao intema da adutora. 0 tumais curto pcsslvel e de formasurgimento de belsas de ar.

7.1.4 Os eletrodos devem registrar efeitos d t l l l 2 J C l 9 ! n l C l ~ l E l l Para cada secao de mediqao devem ser utilizadosaproximadarnente iguais para areas igLIc:QlOloq., ',dl IAld'mRnl'!'l dois jogos de eletrodos convergentes, cadaEm condutos de fonna circular ou consistindo de um par de barras, que no centroconsequira dividindo-se a seqao em dNrWI~~!.;tJl~t entre si urn espaqamento de 1/12 do dl iunetro doe colocando-se urn eletrodo no 1l'IIIi1ll!;l=~~":~I~utO. Este espaqamento dave descrever linearmentedo centro a parede do conduto ate atingir 0mfnimo de urn

centesimo do diametro do mesmo conduto. 0espaqamentoe ntre a s extremidades da s barras dos eletrodos e a parededeve igualmente ter este valor.

7.1.4.1 As barras de eletrodosparalelas ou curvas, e devemtransversal do conduto.retangular, devem ser usadosde barras simples. Essesde cada faixa de iguaJ(numero fmpar e

7.1.4.4 as eletrodos devem ser solidos ou rfgidos, capazesde resistir a vibrac;:6es e presos a montante por estais, coma finalidade de as rete rem, no caso de se desprenderem.As barras dos eletrodos devem ser cuidadosa.mente isoladasda adutora e entre sicom rratertaJ que possua alta resistenciameeanlca e eletrica, tais como os compostos fen6licos,com a finalidade de evltar sua ruptura por vi brac;:ao.Todasas superficies condutoras que nao devem desempenharas fun~6es de eletrodos ativos devem ser' cobertas comtinta isolante, inclusive as arestas e faces extemas doseletrodos, suportes terminais, estais, bern como a parededa adutora, quando forcondutora, ate 1m de distancia dasextremidades dos eletrodos.

/FIGURA 10


oPosl~o dos e te uodo a

f)g)

Nota: Nas extremidadell das barras de eietrt'ldoa,a dlstancla delas a parade de conduto dew

7.1.5 As conex6es entre 0 circuito eletriCO e os eletrodosdevem ser as mais curtas posslvais. Todos as cond uta reseletricos instalados no interior do conduto devem setisalados e f irmes, de prefer! neia em condu ftes. A s barrasdos eletrodos devem ser ligadas altemadamente emparalelo ao a pa re lh o re g istrador, qu e tanto pede ser urnamperfmetro como urn oscilografo, de acordo Com asesquem as representados nas Flguras 11 e 12. Em ambosas casos, reccmenda-ee conservar as duas partes docircuito eletrico isoladas da te rra. -7.1.5.1 0 perfodo natural nao amortecido do lnstrurnento

7.1.5.2 ~AI"n"'Anoudo tipo depermitem a.UUIIU1't''densidade, comonso amortecido A'ItI'l"el1m7.1.5.3Deve-se prever urnag r a t i o o do r e g i s 1 r o , por1nh'UITIArI:ou eletric:os que.possamserdurante 0ensaio.

xx

que 1,5s au que 1/5 domenordestes valores.


A - amperfmetro registradora) transformador;

b) e letrod os.

Nota : E nro la me nto s ec un da rio

oscilador de 2500Hz:b) eletrodos ligados em paraJelo;c) transformadoroom 1200 de impecJancia no primario

e secundarlo com impedancia varlavel de Soo,25Qe 100;d) oscilografo.FIgura 12 Dlagrama esquematleo do circuitode um oscilbgra10 reglstrador

transversais do interior do eonduto e 0entre as linhas de centro das sees dosdevem ser medidos no local com sxatidaonte para determinar 0 volume da secao de teste

exatidao de 0,2%. Os desenhos de tabrteacao devem

ser usados somente n::ln:l r.nnTlOIrir ""~ m ",nir i .. c: tir n< :>c: " ,..local.7.1.7 Antes do enchimento do condutc, 0 sistema deinjeo deve ser purgado, ajustado e testado para certi ficar-


valvulas injetoras abrem simultaneamente erapido, Valvulas injetoras com vazamentos. .. .. r:"I'1"' .. os eletrodos e os circuitos devemcontinuidade e isolar;a,o.

do conduto , deve rnedlr-sa aas barras de eletrodos, asslrne a terra, para a.ssegurar queeletrodos operam de modofalhas foram corrigidas.

para uma avaliayao7.1!.a2 Para um ensaioveiccidace da agua no co

v = velocidade media da aguam/s9 = aceleracao da gravidade em0 = diarnetro do conduto em metrosY b = pesoespecifico da soluc;a.osalinaY . . . = peso especifico da agua N/m3

7.1.9 Cada ensaio deve consistir em palo menos cincoinje


NB-22811990

A

A - Vista de jusantea) dispositivo das tubula~6es de injec;ao;b) junes soldadas;c) tuba de alimentac;ao;d) parede de eenduto fon;ado;a) as ta ls ;f) dlreo do fluxo.

B - Vista em perfilNota :

Numero de v8lwlas deArea para cada v8Jwla de

os e le t rodosososcilOgrafos

iante acordo. Emsuperposic;ao dassituadbs a roontan te

calibrado antes e durante aindica


at = c en tro s d e g ra vid ad e

de urn ensalo pelo metoda da rnancha salgada

7.2.1 Este rnetodo para m edir a vazaQ depor N . R. Gibson, e aplicavel asecao transversal uniforme ou variaveldivergente) .

7.2.4 A s con dic;6 es m in im as n ece ssa rias p ara a empre godeste metodo no am bito desta Norm a sao as seguintes:a ) p ara o s co nd utos fo rc ;a do s c ircu la re s de d ia metro

,ag~!!! i~~ 0 c om prim en to e ntre duas sees dede p re ss ao , p ara o s d ia gramas d ife re nc ia is ,r 1I I~4eve ser in fe rio r a 9m ou duas v ez es a d imens aoda s eqao tra ns ve rs al d o o ondu to , a do 1andode stes va lo re s; e 0 pro duto d e L p ar v.s er in fe rio r a 18,6, sendo v. ave locidadsna seC ;ao de ensaio em m is, com a unidade

tt~"'CllnalnClCl a plena carga, e L 0com prim ento d opara os ensaios, em m etros;

7.2.2 Ele baseia-se em dais princlp ioep rim e iro , n a s egunda le i do movimento de Newtrl l l l i lnaLisconhecido pelo nome de teorema des qm ov im en to e te ore ma d o m om en ta cim fltico ; e 0sel . IPO,um corolanc d o p rim eiro , q ue a pre se nta a re la c;a ovariaqao de pressac e a variae;a,o d e velocidade decoluna de a g u a , e xp re ss a em f u n c ; a o d as o nd as d e p r es sa o )" "" '" ;; ; ; _ _ ~ ~que se propagam durante a varia~o.7.2.3 Este rnetcdo em prega diagrarnas de pressao emf1 .m c ;a od e tempo , d o tip o s imp le s o u d ife re nc ia l.7.2.3.1 O s diagram as sim ples sao aqueles que registrama s v aria q6 es d e pressac e ntre uma u nic a s ec ;a o d e m ed id ade pressao e a tomada d'agua, ou a prim eira sey ao desupemcie l ivre. EIes s a o influel ' lciados portodas as variaesde nivel na aducao, na charnine de equilfbrio e em todosa s ou tro s p on to s d e s up erffc ie liv re , a le rn d as va ria ct6e sprincipais da pressao devida ao atrito e a v arfa ~a o d omomento c ine tic p.7.2.3.2 Os d iag ramas d ife rencia is s a o aqueles que registramas vartacoee de prsssao entre duas seq6es de m edida dep res sa o sem ne nh um p on to in te rrn edia rio d e su pe rffcieliv re e s ao i ntlu en cia do s s omente p elo a trito e p ela v aria c;e odo momento cinetico entre as dues se~es. 0 efe ito dos tr ito no condu to f on ;ado fora de sec; aode ensa io d ife rencia l,variacoes do atrfto na tomada d'agua ou no condutofo rc ;a do fo ra d a secao de e nsa io d ife re ncia l, a ssim comova ria es d e nlve l n aad uc;a o o u n a c ha rn in e d e e quilib ria ,estao presentes em ambas as sec;oes de medida de~1t:~~CilU 't:! ~Cl.U d.:3::3UII t;:IIIIUJlctUV~.

7.2.3.3 No amb ito d es ta N orm a d ev em s er u tiliz ad os a pe na sas d iag ramas d if erencia is .

destesinferior as e c ; a o doa plena cargu tiliz ad o nosentra da mu lti p iapressao-tempo,em cada um dos

seo transversal de form asec; ees de en tradas mu ltip la sespiral, 0 com prim ento do5 e 9 5 e S de medida de pressao,

n B O dev e s er in fe rio ra dirnensao m axim a dauta, adotando-se 0maiorL porv. nao deve ser. media nafuncionando

7.2.6 A s p erd as d'a qua atra vss d o dem q ualq uer ou tro d isp os itivo uti!iza doe l ev ae ao d e p re ss ao d ev e m s er m ed id ascom 0 ClSPOSI1lVO oe recnarnento em PO !~LC ;ELOTais perdas, em condiQ 5es de ens aio , n ao dev ema 5% da vazao de plena carga e devem ser determ ic om e rro maximo de 0,2% de vazao de plena carga.


diagrama pressao-tempo (Figura 15) deve serobtido fechando-se 9 raduaJmente a distribuidor au 0com movimento continuo e registrando-se

~lfiH~",I ...nt... a variac;a,o resultante de pressao sobre 0um dispositivo reg istrado r tal como 0aparelho de(Figura 16), que fotografa, sobre um fi lme sens ivel

com movirnento uniforme, 0 deslocamento,~iI~~~:~:~:~ela variac;ao de pressao, do menisco superior deIT uma coluna de rrercurio em urn manernetro em U.

7.2.7 As areas das sees transversals eo comprimentodo interior do conduto devem ser medidos no local para .determinar-se 0 fator F do conduto (ver 7.2.15 e 7.2.17)com uma exatidao de 0,2%. Os desenhos de fabricac;a,odevem se r consultados unicamente para comerir as medid asfei tas no local.7.2.8 Em cada secao de medida devem ser instaladasduasou mais to mad as de pressao de, no minima, 9mmdediametro. Todas devem ser lnstaladas em pontosdiametralmente opostos num plano normal ao eixo dasec;a,o e devem ser conectadas a um coletor comumconvenientemente instalado em cada sec;ao.As tUbolaesque saem dos co leta res de cada uma das duas Sei;oesdevem ser conectadas de um lado e de outro do tubo U domanametro do aparelho de Gibson. N os condulos circulares,as tomadas de pressao devem ser instaladas a 45 com 0diametro horizontal da secac e devem ser l!gadas a umcoletor comum convenientemente colocado para cadasec;a,o. Tratando-se do conduto de sect80 retangular, astomadas de pressao devem sar instaladas nas paredesverticais.7.2.9 Todas as tomadas de pressao devem dispor de umregistro individual de maneira a poder tomar leiturasseparadas. As paredes do conduto devem ser lisas eparalelas ao escoamento, na vizinhanc;a:dos furos, numadistancia de pelo menos 450mm a montante e 150mm ajusante. Os furos das tomadas de pressao naodiametros inferiores a '9mm e seus cantoslivres de asperezas ou irregularidades, dearredondados com um raio de 1,5mm,chanfrados com di mensoes equivalentes.press eo devem ficar no mesmo plano ..r.-=::..,rconduto; seus furos devem ser n',.. "..,...... r1I"'IMIRn ..r..,n .e com um diametro constante ate uma prcl\'IJklii:1'.no minimo, duas vezes 0diametro.7.2..10 Toda.s as ligaescom os

devem ser estanques e purgadas e insdepois do ensaio. As leituras dos 1"I"~'7n''''Tverificadas antes edepois do ansaio,as niveis d'agua quando a turbinacond lcees es ta ti cas no conduto. Se,das tomadas de presaao apresedeviclo a uma causa local oucarga total diferente dacorrespondente e ll cota dode carga no conduto, ae corrigida ou a tomadamedic;6es da altura de qno Capitulo 8.7.2.1 1 Para CI.::I:jelYU,diagrama deincluindo aparteoriffcios

lstro de pressao dor""" 'TI\."~" ao conduto,

o comprimento dacondlc;oes relativas aos

devem ser tais quequalquertomada de pressaoaltura dinamica em relac;eo ana sec;ao correspondente. A

parqualquerde tomadas opostasrelac;a,o a media de outro par de

ue 10% de altura dlnarnlca,medlda no conduto deve ser flxada

o distribuidor ou a abertura do injetor dadesejada.

IFIGURA 15


. . . . . . - . . . . . - , . . wfIWIV, 1 ,1 1 " . .

c= = 1,36

1 a) valor a . extremidade do(taxa de harmonicos) x (VR - co0,515 (21,16 - 0,18) = 10,80

b) taxa de harmenlcos (ver Figura 17)

= 0,515

c) relao entre oscilar;oes34,2925.15

Nota; Os valor_ foram obtidos convertendo para 0 Sistema 51 os contidos na 1EC-41.

/FIGURA 16

'j _..,,; ... r o , , . " " ' . , .


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a) tomada de _~sallb) tomadac) fonted)

c

16 Dlsposl(f8o de apare1ho de Gibson

e medir 0diagrama e 013.1.2.A A, e ha rn ada linha de

sabre a diagrama, a partir doo nrvel do menisco de mercuric no

para condies de funcionamentodo distribuidorcomecem a fechar.

do mercuric nao for estavel, a""~'I"I"ii:IIMt",deve se r a Ilo ra r n e c J i a dos rmximos

Uma llnha horizontal F, chamada linha estatica,sabre 0diagrama a partir do ponto representandodo menisco de mercuric no tuba de vidro donas condicees estatleas, depois que as palhetas

do distribuidor tenham sido fechadas. Normatmente estalinha coincide com a linha mediana das oscilaq6es PP,consequents da manobra. Obtem-se a l inha medianatornando-se a eixo de simetria das curvas envolventes HHeGG.1.2.13.2A linha vertical KM, que indica 0 final do diagrama,e determinada da seguinte mane ira:

a) mede-se a distancia horizontal ao longo da linhaestatica a partir da sua intersel{ao em V com aconsequsnte da manobra, at e a sua jnterse~ao emR com a extremidade descendente;

b) subtrai-se a ccrrecao de fenda dessa medlda;


medidas as alturas rnaxirnas aeima da linhade duas oscilaes adjacentes, e caleuJa-,n,.,ii",nlrA C, das alturas dessas oscilaes15};

x - ') com base naxmulti plica-sa esta quantidadeemb.

Figura 17 Estuda de umada dlst8nclavertical que pass. pilla pi

7.2.14 A recuperacao das perdas de carga e da alturadimimica no diagrama sera determinada dividindo-se 0diagrarra em vBrias partes e pa r urn metoda de aproxirra;Oesneceseariae, determinando-se as perdas de carga e asalturas dinamicas dissipadas durante 0 perfodo de'fechamento. Em qualquer instante, durante 0 perfodo defe


- ,,--..exatid ia, axn precisio nom inal de 114000.Ess e in st rumen to p od e IMIf regulado pata aescala 1:2, u rn a ve z q ue, polo " " ' "os dUMmedidas distintas de cada area devem Setre aliz ad aa p ar a a ss eg ur ar a pr ec is io n ec es -s& ria e re du zir so m ln im o o s e "o s p esso aiad e o bs erv aq io . A s omadaa d ife re nt ;BS entrod ue s le itu ra s s ep ara da s d ep ois d a p rim eiraregulagem d& em escaIa 1:1 a m ed ia dasdUM detenn ir J896es da &rea .

deve ser subtraida a fim deIfquida;

- cotuna 4: a difere~ entre as lelturas doptanimetro;- coluna 5: a area media de cada segmento dearea do diagrama e a correlj8o de fenda que

efetuarfinal definal total dopJanfmetro.

IFIG UR A 18


Ensaio de Aendimento pelo Metodo Gibson..................................... ,' Unidade ng Data .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. Ensaio ng .

............................... Tuba nil coluna nil K = ..q . F . S .

Vertical. ..Horizontal. ..

........................ Vazamento q = m3/s ~ =

.J.

Largura para corrscao de

K

.................. 1mm

= m

= m2

mm

mm

5 6 7 8 9Determinao da

linha de recuperacao

Totaiscot 5A r (1-r) (1-r)2c

1 2Segmentosde area

AlturaparaN Q correode fenda

LeituraA,A : z-;A4A ,A aA .,

AreaTotal

KA'Q= = , r T i J / sFSvazamento q = , ~. . , . ~ . + . ~ . ~ . m 3ts

Figura 18 - Exemplo de uma folha de dados e de ealeules para um ensalo derendlmento pelo metodo de pressac-tempo

Total Q = t ~I I m3ts


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7.2.15 A parte da area total do diagrama, produzida pelareeuperacao das perdas de carga e da altura dinamica,deve entao se r eliminada, considerando-se que 0 valorresidual das perdas e da altura dinamica e igual a:

c.(1 - r)2Onde:

a

Sendo:c = a soma das perdas de carga e da altura

dinamica registradas no d ia gr ama p re ssao -tempo

a = a area Ifquida do diagrama medida ateuma dada area elementar xa = (A, + A z + ~ + + A)

= area liquida total do diagrama compre-endendo todas as areas elementares xAr=I(A,+~+~ +A..)

A , _ = a area do diagrama correspo~fi1i iii~~~vazamentos

q.F.Sk

Sendo:

q =F =

L entre as duas seereespressao, para as diagramasmedida ao longo do eixo do

de aferic;ilo do aparelho de registro

altura vertical, em centi metros, no diagrama,que corresponde a 1m de varia~aQ depressao dentro do conduto. Esta constantede afericrao e invariavel para determinadainstalacao de aparethos

S = constante de tempo docomprimento horizontal,que conesponde a 1s d

Quando 0 valor de c forquando a set;ao superior e aa mesma area transversal atde hv e 0 mesma emrecupera;ao em geral podesuficiente precisao eas areas do g r a f l C Osuprimido ou pelodois pontos.

acelerao da gravidade, em m/s". levando-se em considerac;ao a latitude e a alturaacima do nivet do mar do local considerado

= area Ifquida final do diagrama depois deestabelecida a linha de recuperat;ao. medidacom 0 pla.nfmetro e com a corre~o dalargura da tenda, bem como de contracaoou dHatao do papal grafico

area do diagrama da pressao em func;ao de tempo e urnsmedida apenas daqueta vazao que afetivarnente foiinterrompida. Se, apes 0 fechamento das palhetas dodistribuidor. ainda houver algum escoarnento dentro doconduto, esta vazac deve ser medida separadamenta eincluida no calculo para obter-se a vazao total no momentoem que f O l dado infcio ao fechamanto das palhetas dodistribuidor. 0 vazamento dave ser medido nas mesmascondiQoes de techamento como por ocaslac do ansaio.Entretanto, quando 0vazamento for relativamente pequeno,nenhum erro aprecieivel deve ser introduzido no catcute davazao feito par meio do diagrama, supondo-se que avetocidade da e.gus conespondente a esse vazamento noconduto seja nula. 0 vazamento dave ser simplesmentesomado a vazao calculada a partir do diagrama.7.2.17 Se 0 conduto nao tiver uma secao transversaluniforme, 0 fator F deve ser a integral da retacae entre oscomprimentos elementares e a area das se


oue.locais de ensaio . m-se uma re fe renda a 7.3.1.1 abo b ."do. mollnetes ,. ,7..3.2Concllq6M riDdu pull todos os locti. d nsalo

a utllizact&o de um certa num ero derrodo adequado, ta nto em condu toa be rto s, p ara medlr a velocidade

bern oom:I a sua I o c a J J z a Q a oa fume ce r re gis tro s emque permitamdeterminar

Sel;80 t ransversa l du ran te

A m ed~o p elo proC 8$ SO do s m olinetes som ente deve serefetuada sa a regim e do escoamento fo r e sta ve l d ura ntetodo 0ensaio. Sa o co rre rq ua lq ue rv aria c;a o d e c arg a o u d av az ao dura nte 0 ensaio, este deve ser recom et;ada (ver5.2.2).7.3.2.2l1pos d.mollnetn

e) tipo e nos condutos

D av ern s er u tiliz ad os some nte m olin ete s d e e sc oame ntoa xia l (v er F ig u ra 19)e de sinallzaf180 eletrica. 0 s is tema demontagem do elxo do molinete nos mancaa tem g ra nd eim portincia. Os m olinetes devem ser concebidos de talmaneira que nem as v aria c;6 es d e temp era tu ra n em aspequenas impurezas em suspensio na agua possamafe ta r sensi ve lmente se u funcionamento. Em geral, ad lAmetr o r nc ix imo das helic es dos molinetes dave sers up erio ra 1 00mm . Para a s medid as em condu to s fo rt;a do scom urn diam etro Interior a 2m, podem se r utilizadashelk ::e s com d iAmetro s e ntre SOmm e 80rrm nas imed ia e sdas paredes do conduto. 0 m olinete pode ser dotado deum d isp os itiv o d ire cio na l q ue p erm its a ss in ala r q ua lq ue re ve ntu al c on tra co rre nte (v er 7.3.2.8).

.' b) t ipob-tomadasfor~dos;

7.3.1.2 C ad a uma d es sa s d is po sk ;6 essu~ lim itaes estabelecidas nosre sp on de nte s d es ta N orm a. S e a n .... ..,nr.".,rdos p ro ce ss os o u das lim ita rtC ie s S8aplicar

/FIGURA 19


Nt:S~22B/1990

a) molineteStoppani,corn helice dedotado de um anel de protec;ao120mm;b) molinete Ott, com tres pBs, de

a No t a : Ambos ~ tipos $ a ol imp&, ponim siofolha e alga. 0p ara m ed iQ lic em

diametro d e 5Omm;diametro de 130mm;

po F, p a s curvadas, diimetro deescoamento oblfquo, anos limites de

Ott, tlpo A , p a s curvadas, diametro depara escoamento oblfquo, a dentro dode:t 4&.

h

19 TJpos de mollnetes para escoamento axial e obllquo

ser instalados com toda exatidao,ao eixo do canalou do condutoser bem fixados nos seus suportesmaneira a evitar quaisquer deslocamentosminima as vibra!Joes.

molinetes conforme 7.3.2.3, estes podem ser instaladosem posi~ao escalonada, c on fo rme a F ig ura 20 . Todavia,os eixos dos moUnetesdevem permanecer paraJelosaoeixo do conduto. Entretanto, a disposi~ao escalonada s6pode ser empregada em conduto onde a se!J8odemedidatenha, a montante e a jusante, uma certa distancia deseo uniforme, que assegure urna mesma-curva de. .~I ... .. .. .. .J " ," '" " '" " , ,, u e a " ', , . , Ilea " ... Cua UCI $tlliao. V angulo aainclinao nao deve exceder a 300.

condi~oes locais nao permitlrem a utilizao dos


m o x . .30-",

doe mollnetes para uma secjio de meclldadlreqio geral do escalonamento OU80 elxo

,7.3.2.5Aterlc;lo. control. doe molln ... a) quando os m olinetes possuirem caracterfsticasa pro pria da s p ara m ed ir a v erd ad eira c om po ne nteaxial da velocidade, devendo isso ser verificado: : : sa , . . . o I I I ' ! ! ~ ! ! ! ! ! ! ! I oo . . . _ media nte a fe riQ io a dequada;

O s m olinetes devem ser aferidos nosu tiliZ adosdu r an te os ensabs. A a fe ril;8o dave,in clu ir e ns aio s d e e sc oame nto o blrq uo a te 1rJ'.d efo rm ac ;6 es d as h elic es p os te rio re s a At",ri,..~,n's er v erific ad as a de qu ad am en te emp re ga nd o-s ede ge sso o u ga ba ritos rn etan cos . Os m oldes de " .." .." ..d ev em corre sp onde r a os molinetes no morrento da a f i l t l l l l l l I ta ssirn como a in da se r m arced os com a resp ec tivaa fe rig ao. 0 e sta do de con se f\l8 Q8 o b ern como 0atrit~"m!llmancais d o mo lin ete d ev em serv erific ad os a nte s e ~ _ .._ ,.,,,._ , . . _ - . .do ensa io .

o desvio m axim o do escoam ento re lativodo mo line te MO ultrapassar a 1 C l ' " (Figura

7.3.2.fJ Escoamento obliquoOs molinetes $Omenta podem ser IAi Ii za :1osnum escoamentoo bllq uo n as s eg uin te s c cn clc ee s:

/FIGURA21


Nts-22B/1990

u:' \ 1 1

v = velocidade dov. =

Now: a) Isto pode set expresso como: cos

b) Na realldade,v'cosa'= _.v

sertomadas todas as providencias para assegurardistribu~o de velocldade que seja a mais uniformepossfvel. A distrlbukjio das velocidades na ~o demedlda deve ser levantada antes do inicio dos ensaiosprincipais. Se for constatado que a djstribui~o dasvelocidades for muito irregular em canais abertos ou ems e es d a toma da d'a gu a, isso pode sercorrigfdo medianteInstalaqio d~paredes guias, forros submersos, grades detranqall~o, balsas, etc., ate abter-se 0 aspecto deescoamento desejado (Figuras 22 e 23). Se foremconstatadas contracorrentes ou houver invers6es doescoamento em qualquer seo, os ensaios nao devemser raalizados, mesmo estando os molinetes equipado$com contatos direcionais de fluxo. -

7.3.2.7 UmltM ci a velocid.d.o emprego de molgrandes velocfdadespela possibilidadeEm nenhum casosar extrapotada.de medida

paraapenascom 7.2.2.3.

do molinete podeOJAemumas~O , 4 r n ! s .

R T

--------=+ . .+. .Figura 22 Disposltlvoa de tranqQlllza~o do eseoamento em canal aberto: R = grades; F = balsa;T = forro submerso; M = s~o de medld.


7.3.2.g Pul_qloA tim de revelar toda eventual pulsactao da vellocida(~iaagua, devem serutil izados molinetes que emitem ~~sm~~~~a cada 20 ou, melhor, a cada dez rotaqOes da helice.7.3.2.10 Num.ro d. molln ....o numera I a posir;ao dos moJinetes variam de acordocom as caracterrsticas da se~o de medida e do conduto.o numero de molinetes neces sa rio s par a cada t ip o particularde serrao de rnedida esta definido nas sees 7.3.3.6 e7.3.5.1.7.3.2.11 Medldado tempo e da velocidad. de fotllqiO domolln.teA medida do tempo deve ser feits com urna exatidao de0,05%. Se forem utilizados varies molinetes simultane-amen te , a s in dic aes podem ser r eg is tr adas por intermkliode urn cronog rafo e letrico ou de contatores; independentedo rnetodo que se utilize, a velocidade de rotac;ao dosmolinetes deve ser medida com urna preclsao de:l: 0,1%.7.3.2.12 Execuqio das medlcioe.Cada medida de vazao deve abranger a area total darespectiva se


NB-228/1990

da agua na seo de medida e utillzadomedida da profundidade, ele deve ser levantadoa dLJao do ensaio. A variao da profundidadedurante uma medi~e nao deve excedera::t 1%da

nn"~,.",.. media A medida da altura d'agua pode serlIi1ta\l~ela per meio de uma haste separada com penta dertel~lO (Fig ura 24), seja pe r meio da haste de fixac;ao dos~11IJ4"te~s.trazendo-se 0eixo do molinete superior para a_JU..mr,... da agua (Fgura 25). Toda a variao da velocidade

ia deve ser co ntrolada durante Q tempo de ensaio par........;; ;;;=;;: ii ' . ... .meio de um ou varies matinetes.

comprimento de pelo menos 2m a montante da-sec;a.o demedida. as trechos do canal, tanto a montante como ajusante, devem estar livres de quaisquer obstruc;6es quepossam provocar distUrbios no escoamento.7.3.3.3 Elxo. do. moline_Os eixos dos molinetes devern ser paralelos a direc;ao doescoamento, e a seo medida deve ser perpendicular aessa direo. Se as condies locais nao permitirem taldisposil;ao, os moUne tes podem ser in sta lados na d is p:lS~escalonada (7.3.2.4).7.3.3.4 VazamentoNao dave ser toJerado nenhum vazamento OU admissaode'agua entre a sec;ao de medida e a entrada ou a safdada turbina7.3.3.5 DlsposlUvos pat'll melhor.ment~ do escoamento

Se forem utillzados dispositivos destinados a regularizaroescoamento, tais como grades, placas, etc., estes devemser colocados a uma distancia de palo menos 3m amontante da sec;ao de rnedida. Esses dispositivos podemservir MO sO para melhorar a distribuiQio de velocidade,como tambem podem oferecer melhores condies paraefetuar a medida da profundidade com maier prscisao.7.3.3.8 Numero de pontos de madld.o ruirnern de pontos de medida Z . nUI1'lClr/6.Helllna,tJaseQ.oA , retangularou trapezoidal, podeacordo com a seguinte fOrmula:

24. ifA< z


~ ,I '

v---.......

7.3.4In.ta~io de moline. na tomadad'agUli da turbine OUdo condutofo~o -l1po bNas usinas de baixa queda, a seo de medida podetamo om se r lo ca llz ad a n a t om ad a d'ag ua da turb ina . Nestecaso, e essenc:ia1 a ss eg ura r q ue s e p ro ce ss e um e sc oamen toretilineo e paralelo em toda a s~o transversal, mediantea i rs ta lac ;ao p rov isOr ia de pa redes guias ou forms submersos(Figuras 22 e 23).

D eve-se evitar, ta nto quantoem e sc oamen to o on ve rg en te s,ser diffcil levar em coma erreso oo rre r. D e q ua lq ue r m od o, n ess asser utllizados somente mollnetesau to componen te s, o on fo rme . ''': ,, "'. ..jf.i~


- _

v . . . ~ ~_J,

+_r--"

FIgura 25 - Medlda do nivel da 1 I l ' ~lU ' l I i l l J ' J i P ' la h.ate d. auportedCJ~I'I.~e~"'I'7.3.4.2 Bocal. d. entrada

do mollnete superior suspendendo-se

A in sta la c;a o d e um bocal d e e ntra da nmvil':'lM::ln nulll.dJagua (Figura 2) apresenta as segui

a) aumentodasvellocic!adlBsq

N 'I: :IiSDOsic ;6es dos itens menc ionados a seguir aplic am -seIAln'AnTASsseqaesde med idadet ipo b:7.3.3.1,7.3.3.6,7.3.3.7,7.3.3.8 e 7.3.3.9.7.3.4.4 Medldaa almultine.aAs medid as s imultA neas c om vario s molin ete s a pre se ntamvantagens nas tomadas d'agua com grandes se~oes deentrada. Desta m ane ira a duraljao do ensalo pode serc on sid era ve lm en te re du zid a C on fo rm e a s co nd i es Io ca is ,as medidas simultaneas podem ser feitas segundo urnplano ho rizo ntal ou vertical (ver F ig ura 26).

/FIGURA 26


Figura 26 -Armac;ees suportea de IIc.mento em tomada. degrande. turblna. de babcdDaledl .rwlti4itlllol.llt1terll

de ensaios em condutos for


Figura 27 Conjunto em uma c:ruzeta fluno Interior de um c:onduto

7.3.5.2 Devern ser usadosmedida para qualquerde montagem utilizado.noeentrodasec;a,o.uma tabela e urn

pontosde medidaemumaseo circular. Adisposio dosmolinetes nos b~s radiais de suporte deve ser feita detal modo que haja, tanto quanto posslvel, a mesmaponde~o em todos os pontos de medigao.o ruimero e os/FIGURA28


_

Dmm A(in) x r1 ~

r a r3 r, r, ra r7 rs

0,75 O F D/2--x 0,816 o,sn

DJ2--x 0,866 0,707 0,500

21

25

-', 2.9

6300-8500(250-337)33

D/2--x 0,894 0,775 0,632 0,447

0,912 0,816 0,7070,577 0,408

0,926 0,845 0,756 0,655 0,535 0,378

0,866 0,791 0,707 0,613 0,500

Z = nurnero de molinetes, inclufdo 0 do centro; 0 = diametro intemo do conduto; OF = =entre 0eixo do molinete e a parede do conduto; r = = raio no eixo do molinete.Figura 28 - Tabela e dlagrama para .. colha do numere de mollnetes, da repartJc;:ioCircular, bem como dos pontos de medlc;:io

7.3.5.3 A se9


espec if icadas an te r io rmente , 0c om pra do r e 0fomecedordevem entrar em acordo quanto ao valor m axim o de erroadm iss ive l para a medida da vazao, ou s e pos siv el,etetuar a m edida em m ais de dois di tm etros.a m ed id a seg un do do Is d iame tr os . Ou tron a u tiliz ac ;a o d e um suporte 9 ira t6 rio , c omd e m olin ete s m on ta do s n os bra'1 os7 . s . e Obtenljio dos resultados

7.3.5.:5.3 C on tan to q ue se ja m sa tisfe itas a s e xige ncia s d aseo 7.3.2.3, pode ser utllizado no ensaio qualquer urnd os s eg uin te s d is po sitiv os d e m ed id a: 7.3.8..1 Ciolculo dnve!ocldad ..

a ) con junto d e rro lin ete s fix os em suporte, pennanen-te me nte m on ta do s d entro da ad utora (F igu ra 27);b) um s6 m olinete fixo a um a haste com rnovim entolinear na d ir ec ;ao d iame tr al do condu to , in tr oduzidoneste por um a valvula guia (m etodo de Dufour-F ig ura 2 9);c) um ou rra ls m olinetes, deslizando sobre um tlilhofixo.

7.3.5.3.4 Se a s c ondit;6 es lo ca is n ao perm itire rn 0 empregode um dos m etod os aeim a m encionados, a m edida podetarnbern ser realizada apes acordo entre as partesin te re ss ad as , u tiliz an do -s e u rn m olin ete m on ta do e rn umahaste que se desloca axia l e angularmente em todo 0p la no da s eQ9 .od e rnedjda, para reali zar aproximadamente

que as esealas maisas que fornecem diagrarnasquadrados, com ceres de 150mm a

/FIGURA 29


, .,

Figura 29 Levantamento por mela de um unll:o mallnete eem. perpendll:ulares (metodo Dufour)


a

\

nto; b) molinetes; c) braco giratorio; d) suporte tripe; e) fixao na parede;giratorio; g) transmissao para C ! registrador.Ida em adutora por mollnete. dl.poslUvo de braqo dlametral glratorlo


n = pode variar entre 5 e 10, usando-segeralmente n = 7em canais abertos ou em tomadas dehouver escoamento turbulento, 0 quedos c as os , p ro cede -s e a extrapolar;aodesdeo ultimo pontode medidada seo demedida, segundo

Se os resultados das medidas de velocidade, efetuadosponto a ponto, por meio de tUoo$ de Pitot OU de outrosdispositivos, acusarem um sensivel desvio relativo a leicorrespondente an = 7,0 expoente correspondente deveser utilizad o. 0 calcu lo p ode ser simplificado empregando-se0metodografico mostrado na Figura 31, au porsimplesjntegra~o. Neste u lt imo case, a velocidade ~dia Vx den-tro desta zona e fomecida pela seguinte rela~o: m

Onde:

v , = 7.3.6.2.2 Medida em condutos fon;ados ou condutos fect-ados:A distribui~o de velacidade nos condutos deve serdeterminada de acordo com 0prescrito em 7.3.6.1._J

- - - - . , , _

Figura 31 - Metoda grilflco para determlnar a velocldade dentra

7.3.6.3 Seqilencia daslntegra~On para os condutostechados au aberm. de seqio trape&OldalA primeira Integraf:J8odeve ser feits sobre a linha verticalou horizontal ao longo da qual as velocidades forammedidas. Par exemple, tratando-se de' medida sobre avertical (Figura 32), a vazao e determinada pela seguintef6rmula:

Q= f o BOnde 8 representa a larguraeTa profundidade da agua.


t V-Nr2V-Nrf 2

F'lgura 32 Exemplo de uma mecllC;Boem um canal deIntegrac;oes graflcas

7.3.6.4 Condutos1echadosd. ~o drcular7:3.15.4.1 0 calculo da Vaz80 deve ser feno gJ'lllGi5A1~pelo sistema de coordenadas (Figura 33),dos dois seguintes rnetccos: 4.2 As eventuais diferenyas entre as duas vaz6esadas por esses dois rnetodoa graficos neo devemsar a 1%.0 valor medio dessas duas vaz6eser considerado como a vazao definitiva.) 0produto r. v em fun~o dadistancl"D11IIrPI1'ft

de medida e 0centro da se~o;

v

33 - Exemplo da mecllda dentro de um conduto forc;ado de seerio circular - rnetode deIntegraCfio grliflca


metodo de integrac;ao dlreta, no qual oseSIOC


(Shmdx?M >4 h mOx. )

Figura 34 Dlmenaoea de um vertedar: s = altura da

r a uma d is ta ne ia e om p re en -a a ltu ra d a la min a m axim a.pontes de m edida. espacadosnsversalm ente ao canal, deve ser 0

7.5.1.2 D ura nte to do 0 ensaio devem ser observadas ascond lc ces re la tiv as a c ris ta , b ern c om o II forma. da lam ina ,e v it an do -s e c or dk ;6 e s imprOpr ias tais oor ro l am i na a de r e n te ,perturbaCjOElSdo escoamen to , tu rbu lencia 01.1 pulsac;ao.A s p are de s latera ls d o ca nal de vem se r !jsa s e pa rale las edevem se prolongar a jusante alem do vertedor, bemcom o estar aeim a do nivel da crista. 0v erte do r de ve s erd isposto perpendicularm ente ao eixo de eseoam ento docanal e ao seu fundo.

Num ero dos pontos de m edida23.5.1.3 A fa ce d e m on ta nte d ev e s er a ~~ oh ~lIffl.lis .l iv re de qua isquer saliSncias, tais c omo catleQ #/jfe " " U:WRi ie de r eb it es .


geral para 0 ca lcu lo d a vazao de umde Po le ni:

11 = coeficienteb .- largura da crista do vertedor, em m etrosh ~ altura de carga m edida sabre a crista, emmetros

7.uLa Entre as numerosas f6 rm ula s s ug erid as parae xp re ss arc om a ma io r p re cis ao p os sfv eJ a re la c;a o " altu ra -vazao" , e que ja fo ram c om pro vad as p alo s re su lta do se xp erim en ta is , a s s eg uin te s p are cem s er a s m a s in dic ad as :

F orm ula d e B azin (1898):

0,003 ( h )2-). 1+0,55. -h h+s

s =L im ite s d e aplic ac ;a o: 0,1m < h O,3mhis < 1

F 6rm ula d e R eh bo ck (1a = (0,4023 + 0,0542. hJs). b .J2Q. h . 3 / 2

Onde:h. = (h + 0,0011)m

L im ite s d e a ptic ac ;a o: 0 ,1 m < h < 0,8ms> 0,3mhis < 1

7.5.5.3 Deve-se notar que urn escoamento irregular nocanal adutor, bem como uma crista arredondada 0 1 . 1a spe re za s n a f ac e d e m onta nte d o ve rte do r, o u a in da um aaera9io im perfe ita sob a lam ina vertente, podem aiterarsens ive lmen te a r ela c ;ao " a lt ur a- vazao " .7.6 Metodoe absolutos de mecllda por pesagem epor medldaa volumetrtcas7.8.1 Os rnetodos de m edida de um a vazac por pesagema u p or ta nq ues d e m ed ic;a o d e p re fe re ncia ca libra do s p or

pesagem estao entre os m aisp ra tic os p ara v az oe s re la tiv amenteta rn an ho do re se rv at6 rio n ec es sa rio ,po is , pa r' ti cuJarmente i nd icados parae em instaJaes pequenas, v isto ques er emp re ga do s p ara tu rb in as g ra nd es .7 .1 S.2A m ec lid a d a v az ao d 'a gu a m ed ia nte umaque consis te em recolher a agua em urndurante urn tem po bern determ inado e pesa-la,um metodo preciso, de earater absoluto. Se


de rolamento principal do carrinho deve sere mantida de tal mane ira que a parede m6vel

~~IMU!I flque livre para se deslocar, transversalmente,i tude maxima de 2mm em to da s a s d ire e s,a sua poskjao de r e f e r e n c i a , durante 0 deslocamento.

via de rolamento auxiliar pode ser instalada naflc:tJ:ifniidal:1A montante do canal de medida, com a flnalidadeurar, retirar e colocar a tela suspensa em seu

~!illTinhn sem agitar a supertfcie da agua. Oa mesma:i:E:::::=jjII""" maneira pode ser Instalado urn caminho de rolamento

auxiliar semelhante a jusante para facilitar a saida da telae mante-Ia parada

empregados procedimentos adequados para conduzir aagua tanto dentro quanto para fora do reservat6rio,e1etuando-se a su a pesagem e a medida do tempo,podem ser obtidos resultados de alta precisao.7.1l.30metodo volumetrico no que tange a precisao e Qque mals se aproxima do metodo de pesagem, contantoque a capacidade do reservat6rio possa ser determinadacom precisao. Para os reservatorios pequenos, 0melhorprocesso de caJibragem consists em ench8-los com quanti-dades d'agua jc i pesadas com precisao. Para os reserva!6r iosgrandes, 0 melhOr deve ser util izar as medidas geometricas.Emtodos os casos, as paredes do reservatOrio devem serrfgidas para que 0 volume possa ser determinado comprecisao, para cada nivel d'agua. Os nNeis s a o determinadospor tubas plezometricos (de diametro = 2Omm ), po r limnime-tro com panta de gancho, par flutuadores OU por reguasgraduadas. Nos grandes reservat6rios, 0 nivel d'aguadeve ser medido simultaneamente em diversos pontos.7.1l.4 Deve-se tomar cuidados especiais para evitar osseguintes 1atores:

a) deformaes das paredes do reservat6rio (para osreservat6rios peq uenos);

b} chuva, evaporao, vento, vazamento, in1il traes(para os reservat6rios grandes).

7.7 Metoda de tela movel7.7.1 Salvo em casos excepcionais, a rn..~].'r_palo metodo da tela mOve I somente e "' l1li .... " .. .ensaios de laborat6rio, porque este m : . t ~ 1 ~ ~ r i ~aparelhagem relativamente Ionga e cars.deste metodo uti liza-se um canal com"rirl~l\Aseo transversal retangular uniforme,o fluxo a ser medido. Centro destetela vertical, leve e movel, que sede atrito e de v az amento entree que se movimenta com avantagem deste metodop re cis ao , p ore rn elapequenas.

Q=

Onde:

do tJajeto entre as duas seesIf",...i",..,j", em metrosda secao transversal molhada do

canal, em m 2tempo durante 0 qual a tela percorre 0trajeto de ensaio, em segundos

canal deve ser aberto e tercomprimento suficienteassegurar urn esooamento uniforme. As paredes

molhadas e 0 fuOOo devem ser perfeitamenivelados, reSpedivamente, nao devendocascalho no fundo. 0trajeto de ensaioe no fim, marcas de re1erencias berno controle. Em toda a extensao dode cada lado dos lim ltes , a s~odeve variar em rnais de 0,5%.canal devem ser dispostosmedida cia profundidade dadispositivo tranquilizadorcalma e isenta de 0tambem, umacompartaautomatico, paratodo 0ansaio.

urnd'aguautilizer,dotipo

d'agua durante

sec;ao transversal doas paredes e cantosA tela dave ser feita de

mor~~demodoa~~, que se desloca sobredavemserequipados comeficaz a fidedigno. a rado

se projetar muito aeima do nlvelsofrer a influencia do vento. Nada

tela m6vel urna acelerar;ao inicial dentrabalance a resist~ncla inicial dode permitir que adquira rapidamente aagua

7.7.1 C&l'1Ictf1rf.ucu dneJada.7.7.8.1 Medlda da vazlIo7.7.ll.l.1 A tela dave ser sustentada por uma a rmac;ao ,equipada com tres ou quatro rodas leves, deaproximadamente a :JOmm de diarretro, dotadas de rolamentode es fe ras.7.7.1l.1.2 A tela deve se deslocar com bastante facilidade,sem nenhuma tendencia de ultrapassar ou atrasar comrelaf1ilo a velocidade da agua. A dlferenc;a entre os niveisda agua, a montante e a jusante da tala, nso deveultrapassar O,2mm. A velocidade maxima deve ser daordem de 1mls. A superficie da agua deve permanecerconstante durante tada a duract30 do ensaio, devendo issoser veriflCado antes e depois do ensaio.7.7.1l.t.3 0 comprimento do canal de ensaio dave ser depelo menos 15m.7.7.ll.l.4 0comprimento do trajeto de ensaio deve ser depalo menos 8m.7.7.ll.l.S A largura do canal pode ser entre trn a 3m.


. . . I i * ' n de medir a vazao por meio de diafragma,P"llllobClbl.u,,,ULili de Venturi It objeto de recomendaes da

7.8.4 Para as tubos de Pitot do tipo ''tomada re:c:sa~'l1:ennaclOna.1 de Normaliza~ao - ISO. Sempresimples", a presseo est8.tica deve ser determinac_por DlsiF/JI'el respeitar essas recomendaq6es, toma-semeio de tomadas de pressao na parede, que ael/enRloSlitr cjl lr1el :eJJ_r ' io nlrnr,M"" a calibragem desses aparelhos,cuidadosa.mente niveladas com as superficies i I~~==~JI~ 001"";,:.",,, indlcados pelas recomenclaesdas paredes do conduto e situadas de maneira a ni r:1r.. c, obtidapossaserconsideradassrem inlluenciadas pelo sueorte do tubo (ver 8.3.3).

medidores de tempo eletricos ouser previamente catibrados. Davem

~s contatas eliitricos comit ao longo do percurso da tela.

determinar a velocidadenumerQ suficiente deor meio de

pontes naintegraQio. 0pmolinetes, peremporque asvariam com 0 quadindispensavel umametodo e proprio parapprem nao e recomendadacondutos com superficie livre.i.8.2 Para medir a vamo em urnde rnedidadave ser locaUzada nudi~tandaque nao seja inferior adezcurva mais proxima a monta.nte auvalvula ou qualqueroutra pertu~o quea uniformidade do eseoamento.7.8.30 tubo de Pitot deve ser fixado firl'1nA' ......'haste move I e deve ficar voltado sempre para mnnt"~perpendicularmente ao plano da ser;a,o.

7.8.5 Cuas ou prefer ivelmente quatro tomadas de pressaeestatica devem ser instaladas simetricamente ernvolta daseo de medida, no mesmo plano transversal dos oriffeiosdos tubos de Pitot. Cada uma das tomadas deve ser ligadaa um man6metro separado. Para obter a pressao sstatlcana seqao eonsiderada deve-se tomar a media de todas asleituras plezcrretncas feitas simultaneamente.7.8.8 Deve-se dispor de pelo menos dois tubes de Pitotpara medir ao Iongo de pelo menes dois di8.metros transver-sals do conduto. O s infcios e as extremidades dcs di8.metrosde mad ida devem ser reaularmente esoacados em tornado conduto. Para cada diametro, 0 tuba de Pitot deveefetuar do istrajetos completos, em cada eosaio ind lvldual,7.8.7 A altura dinamica h., para cada ponto considerado dotrajeto, deve serobtida subtraindo-se, da leitura dada pelotubo de Pitot neste ponto, a atturaestatlca media, determi-nada conforme acima. A velocidade v em cada pontoconsiderado do trajeto deve ser calculada pela formula:

Vj=C,~

Onde:= velocidade no ponto

h... = altura diferencial no ponto i determinadaconforme aeima

c = eoefieiente do tuba de Pitot do tipo de"tcrrada dinamica simples" combinado comtamadas estaticas, desde que 0escoamentonao seja muito turbuJento, C e geralmenteproximo de 1

7.8.8 Os rnetodos utiJizados para a explora~o do campode velocidade, bern como os metod os de cateulo porintegrar;a,o, no caso de tubas de Pitat, sao analogos aosempregados no metoda dos molinetes.7.aD InatrumentOil tfpo plt6metroNo lugar da ''tomada dinamica simples" 0 tuba de Pitotpode ser dotado de outro tuba coaxial ou justaposto,comportando tomadas de pressao estatica, para medirlocal mente esta pressao. Os dois tubas sao conectados asduas tomadas de urn rnanOmetro diferencial. Em outramodalidade, no lugar da tomada estatlca, 0 segundo tubapede ser um ormcio de tomada dirigido para jusante,criando uma certa succao, a que contribui para aumentode h v ' Tais variedades_ de tubas tem as names de pitOmetrosde Darcy, Frank, Prandtl, Cole. Os seus coeficientesdevem ser determinados cuidadosamente, mediantecalibraqao que abranja toda a faixa de velocidade na qualdevem ser utilizados.

a utiUzaqao desses aparelhos,sua instalaqao, nao permitiremrecomendacees da ISO, os

no local do ensaio, nas

7 .V ,3 A vazao e

Onde:Q =A =m = retacao entre a area

area principal Ah = pressao diferendal express

coluna d'aguaa = coefieiente de vazao, que

do aparetho, da rela980 dasnurnero de Reynolds e das dabsolutas


8 Metodo para medlqio da altura de queda8.1 Generalldades8.1.1 Referenels. de "ivel. principals, refer'nel .. de nlvel.suxlUsre. e ponto. de ref.r_nelsEm cada l ns ta lacao h ld rau ll ca deve se r estabelecldo umnfvel de referencia principal au um ponto fixo principal.Sua cota deve ser determinada com precisao, preferi-velmente em relaqao ao sistema de nivelamento geral(referido ao nivel do mar). A indicaqao do ponto deve serbern clara, a fim de evitar qualquer possibilidade de erro.As referEmciasde niveis auxiliares para medidados nfveisde agua e as pontos de referencia para as mano-metros devem ser determinados com precisao, em relar;aoao ponto fixe principal antes do infcio dos ensaios derecepcao,8.1.2 Condlc;6.. de regime tavel e numMa delel1ur..As leituras nacessarias para dete rminar a altura de quedada turbina so devem ser feitas depois de serem obtidascondir;6es estaveis de cperacao, A altura de queda deveser mantida constante, tanto quanta posslvel, durante areaJizaqao das medidas. k3 leitures devem ser feitas emintervalos regulares, com urn mfnimo de cinco feituraspara cada ponto de carga; 0 ruimero de lelturas Ii asintervalos entre elas dependem da fiequencla e da amplitudedae variacces (ver 5.2.2).B.2 Superficies IIvres8.2.1Eacolh. d '""iOn de medici.8.2.1.1Na escolha das sees de medida ....... u."'_.,utilizadas para determinar a nivel daagua, deve ser necessaria observar

a) 0escoamento deve seperturoacoes locais;

b) a area da seqao transversal que dpara determinar a velocidade madser definida com prscisao eme nsurave I.

8.2.1.2 Em instalar;6es que possuemescoamento livre, 0 nivel dejusante das grades na entradate deve, em principio, ssrtubo de suCQ


horizontalmente por um a fits de a~, pode ser utili~dopara determinar 0nlvel na seo de med ida, em relayao aum a referimcia de nivel awciliar (F igura 36). "(X:IOSiste em u rn disco metalico suspenso

a)b) fila mstnca dec) placarretalica,

FJgura 36 - Llmnimetro de placa para medlr 0nivel em r~IA"-'II"

8 . 2. 3 .2 L lmn ime tr o d. ponta OU d. ganchoOs limnimetros destes tipos podem ser usados paradetenninar a nivel da agua tranqOila como, por exemplo,


A

8.2.3.3 Umnime1ro com ftutuador

em butidas na face dapodendo se r usadas na squeda for superior a 10m .

.4I Ir t6n le t rc ,. IIquldoMIl;o calode med ida fo r inacess ive l, 0 n ive l d a ag ua po de

'~'''_ ..... ~i,., por intermedio de dois ou mais man6metrosIfquido. kJ tom ada s de pressao n a p erife ria da se t;a o d e

med id a d ev em se r co nstru ida s d a m esm a m an eira qu e asdos ~s de medida (ver Figura 35), a fim de seremevita do s e fe ito s d e v elo cid ad e. O s manometros a l iquidog era lm ente d o d o tip o d ifere nc ia l (tub o U inve rt ido ). Nes tecaso, 0 segundo ram o do tube U e ligado a um vasa dereferencia cujo nivel de agua e mantido em 'urn nrveldetenninado fixe. Sa 0 n ive l d e ag ua a s er m ed id o e stiv ersituado acima do manemetre, a agua contida na partes up erio r d o tu bo U d ev e s er d es lo ca da par intermedio dea rcom prim id o (F ig ura 38 ). P ora m, se 0nivel de agua a sermedido estiver situado abaixo do m ano m etro , os nlvs isnos dois ram os do tubo U d evem ser ele va do s m edia ntesucc;Ao (Figura 39). Os tubas de interiiga~o com 0m an om etro d evem p en nitir um a fa cil p urg a p ara e lim in arq ua is qu er b olh as d e a r e para manter a m esm a temperaturad'agua. Os tu be s d ev em s er b ern e sta nq ue s a fim de evitara penetra~o de ar nas partes do equipamento compressao inferior a atmosrerica.

Quando em born estad o d e funccorretam ente aferidos, os Ii -,---~-recom endados para m edir nrveisdeve te r u rn diim etro m inim a dedevem ap resen ta rq ua nd o d es lo ca do seqUilibria. Um lI ut uador deadequada para usa comfo rma quad rada e coma maior dimensaa realra nh ura s d e stC)l)olloct

/FIGURA38


a) vaso com nrYel de referencia;b ) a r c omp rirn id o d en tro d e u rn man5metro d ife re nc ia l;c) nivel a ser medido.

nrvelllvre InaceSlSlvei

b) para a bomba de vacuo:a) vasa com nivel de referencia;

c) nfYel aser medido.Figura 39 Medlda de um niYelllYre Inaces.ryel


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. , - . . . .

8.3 Medldas de pressso

8.2.5Medld. por melo de ar comprlmldoa nivel da agua pode ainda ser detertninado por meio dapressac do ar comprimido em um tubo. Uma extremjdadedo tubo e ligada a um pequeno compressor ou a umacamara de pressao atraves de urna valvula redutora depressao, enquanto que a outra extremidade se acha auma profundidade bem de~nida, abaixo do nfvel de aguaa ser medido (Figura 40). Como as perdas de carga no

necessaria para 0calculo dadeve serfacHmente mensuravel.deve ser escolhida de preferencia

nao necessariamente ciilndrico, cujamontante deve ser de cinco vezes a

uta a partir da secao de medida e de duas

e locallzaliio dl. tomadl. de preuioser utlllzadas quauo tornadas de pressao, sobre

tubo sob pressao alteram os resultados dasdevem ser reduzidas ao minima poessa razao. 0 tubo deve ter um dcomprimento deve ser 0menor possque passa no tubo em regime .....r"".n'sob a agua, deve ser 0 menorprocesso 56 deve sercol'l lnirio os efeitos dinamioosas medidas.

dois diAmetros perpendiculares entre si. As conex6es naodevem ser dispostas no ponto rnais alto da se(f.o demedida nem em sua vizinhant;a. a tim de evitar a formaode bolsas de ar, tampouco no ponto male baixo ou na suavizinhallCi8. para evitar acumulactAo de sedimentos dentrodas derivac;6es. Em condic;6es favoraveis, podem serutilizadas sO duas tomadas de pressac em pontosdia.metralme nte opostos, mediante acordo rmituo. Como 0nrvel do ponto de medlda pede ser confundido com 0 docentro de gravidade do conjunto das tomadas de pressao,este nivel deve ser 0 do centro da seo de medida.8.3.3Orlfielo.de. lomed. . de pr.... oa oriffciO para a tomada de pressao deve ter urn diarnetmde 3mm a Smm e urn comprimento minima de Smm a12mm. Se deve ser feito perpendicularrnente a parede doconduto e, para evitar efeitos locais de velocidade, todarebarba deve ser removida e a borda deve ser arredondada--- ... _... ~.- ':21-_1 -- i,...", :_. __ ....,1 ("-1:1-'- -+ 1), "!!!"I!!II """,",IVmenos ser ligeiramente chanfrada. A superffcie do condutodeve ser lisa e paralela ao escoamento na vizinhan~a doori ffcio. Numa distancia de pelo me nos 250mm a montantee 1OOmm a jusante.


d = 3-SmmI ~2d~6-'2mmr~d/4

41 Tomada de pressso

8.3.4 L1gllj6e. com mlnometros isto, uma ventosa de tamanho adequado deve ser previstano ponto rnais elevado do sistema, na vizinhanqa dornancmetro. Todas as tubulacees devem sercuidadosamente inspecionadas, para serem evitadosvazamentos, por me no res que sejam. Se ocorrer algumvazamento durante os ansaios, estes devem ser

ate que 0 vazamento saja completamentetransparentes de material ptastico

muito aatlsfetcrlcs para press6es ate_.~:.vJlnal. M"'I:Zlinl"l:anr~ imediata do rnandmetro, deve ser

fixo de referencia que deve servir parado ponto zero do instrumento de rnedida.

A fim de permitir leitwas separadas dadas torradas, cada tomada dav e s er ligadaatraves de urn tubo separado, qUE! possarnanometro atravss de um tubo separado,fechado separadamente (Figura 42). S e forcoletor anular, este deve ser dotado de registrospara cada uma das tomadas (Figura 43). Osascender continuamente, sam curvas 1 . ' ' ' , . . . . . '1


,J

b) rnanemstro:

b

8.3.5.1 Manometr08~nar'n"nAtrn!'l de rrercurio, esse diametro deve ter pelo

......ii:;;,i=;; iiiI~ menos a m m o

para medir pressoesefeitos da capilaridade, 0no mfnimo 12mm na

8.3.5.1.2 Existem d lv ers os tJ po s d e rn an cme tro s a me rc urio :a) tubo em 1 0 rm a d e U : a a ltu ra da ca lu na de m ercuricnos dois ramas deve ser li da s imu lt aneamente(F igu ra 44 );

/FIGURA . : 1 4


c

b) cuba de medida com tube vertical: ne~ilel"'50,basta ler apenas a altura da coluna de~t~J~~~tubo vertical, a pequena v aria c;a o d omercuric no interior da cuba sendo compe~"cjamediante um coeticiente quase igual a uml:J.n;JIB.

a) agua;b) ar;c) rnercurio:d) ponto zero;e) nivel do ponto de medida.

Pg = [ ,. f + ( , < . 7) I .hf (m); h (m); y,'tHg (N /m3)

Pg (Pal

_ ' . .. .. .' '' 'n a relac;ao entre as sees da cuba evertical (Figura 45). Odiametro dacubadedeve ser pelo menos igual a dez vezes 0do tueo vertical;

/FIGURA 45


-

b) ar;

c) tubo em forma dele ltu ra d e u rndeslocamento,seoqueado

rn..-rr...,... deve-se ussrser p urifica do a pa s

mp,tnrlln e fic az pa ra a re tiradaem faze r bo rbu lha r ar atravesentre 0merc urlo e a gu a IIm pa .

de peso rrorto podem ser deou d ife rencia l. 0 diam etro efetivo do

ser tornado com a media aritrnetlca doemb olo d ,m ed id o d lre tame nte , e d o d lame trocilindro d/usandO no calculo de pressae, sempos te rio r, a s eg uin te fo rmu la :

b

y , YHg (N/rrr) ; h , f (m)

d = d - db p ;S 0,1%e2.

Este va lor d eve ser verificado antes d o inlcio do e nsa io d ere ce pta o. E ntre ta nto , m uita s v ez es Iipre fe ri ve l ca ll br aroman6me tro e de te rm inar ass im ind ire tamente a are a efetivado em bole, dentro da faixa de medida, por com paracaocom urn manometro a liq uid o. 0a tr it o en tr e 0 em bolo e 0cilindro pode ser praticamente elirninado girando-selentamente 0primeiro. '8.3.5.2.2 Um manometro de peso morto ligado em seriecom urn manornetro de mercuric If ! ig ualmen te ind icadopara a medida de pressees vartavels, para as quais 0emp re go de m anOm et" ' d e p eso m orto u nicam en te na~ep ra tic av el (F ig ura 4 6).

/FIGURA 46


aG

Pg = (i'.' k + i'H g . h ) + PG - i'6'-o . h IFigura 46 Manometro de pftO marta IIgada com u

8..3.S.3Mlllom.troe d. mojao emprego ,de man6metros de mola em ensaios derece~o s6 e admitido se eles forem de precisao, isto e ,possuindo indlcadores montados em suportes tipoarestade cute 10 ,devendo fornecer leituras identicas de press6esquando calibrado por meio de um man6metro de pesomorto. 0 intervalo 6timo de medida para um manometrode mola estAcompreendido entre 50% e 70% da amplitudetotal de sua escala. Antes e depois dos ensaios, osmanometros de mola devem ser cali brad as medianteccmoaracac com padroes seguros, tais como osmanometros de peso morta, para as mesrnas posies edentro da mesma faixa em que serao utilizados no ensaio.

Nas instalaesexistente naensaio pode sersao, em relayao aturbina, que estejanos dois condutos podetuba em U com mercuricinvel'tldo, cheia com um t lq(Figura 48), quando se tratarpressao, Neste caso, rec:oml8nlOllcom p eso es pecrfico)' = 8502 N / r r t 3 ,peso especlfico correspondente. Aser conigida, considerando-se anlveis de agua na entrada dos dois

co nd utos, a pressioda turbina emqueda de pres-

de outra


a) agua M:b) mercurio (YH) '

v 2

nfvel no reservat6rio e a secao de medida

b

a) ar (yJ;b) agua ("().

o rH, + - = (y - yJ . 4 h2gHl = perda de carga entre 0 nfvel no

reservat6rio e a se~o de medida

Figura 48 - Manometro dlferenclal CX)mtuba em U Invertldo


a pressao a ser medida for pulsante, podebter lelturas corretas no manometro. Para

de medida, e interessante adotarUT\Jrlrt.:.,. ra pulsa~o. Contudo, isto

pelo fato de que um disposit ivoque dependa da resistenciasimetrico e oferecer igual

ern ambas as direes. Istode urn tubo capilarou

especlalrnente proje1adaticil.

Onde:

8.3.7 Aferl'iio dos manOmetros8.3.7.1 COmpara'iio d I.huru com preaio taUea (pJ8.3.7.1.1 Antes e depois da execu~o dos ensalos derece~o, as lelturas dos manometros devem ser compa-radas com a presseo estatica P o ' de minima parcela, naS~Q de medida do conduto 1o~do quando Q = o. Parao calculo de P o e necessano considerar sempre a diferenc;ade press6es atrnosrericas existente entre 0 nlvel de aguaa montante e aeleva~o de instajaljAo do rnanemetro. Emcaso de quedas multo altas deve ser ainda necessarloconsiderar 0e1eite de cornpressibilidade da agua.8.3.1.1.2 A pressao estanea Po' isto e , a presseo exercidano rnan6metro ern Pa, no ponto de medida na cota de zmet ros acima do n!vel do mar e para uma ieitura barometrica.de Hoo (Pa) e fornecida pela seguinte f6rmula, estando 0nivel de montante a uma elevac;ao de ~ metros acirna donrvel do mar e a uma pressao barometrica de h b (Pa)(Figura 49).

hb-h b f~1,3546. ( 0 ) + 0.1 .1000 z

Figura 49 c.ilculo da pre io Po

8.3.7.1.3 Para locais com elevaes z a t e aproximadamente3000m aeima do nlvel do mar, urna temperatura da agua

de 100C e 9 = 9,81 m/s2, a correcao(~ - z), I apresentada na Tabeta 3.


Tabala 3 CotTe9io de I : J . P..

z= 0 1000 2000~ -z I : J . P o (kPa)m200 - 1,4416 - 1,1180 - 0,9218400 - 0,8630 - 0,3040 0,1961600 1,7456 2,5792 3,2852800 6 ,3841 7,64131000 13,0134 14,35691200 21,6923 23,25161400 32,3423 34,18601600 45,0616 47,11121800 59,7715 62.0565 65,79282000 76,5115 79,0122 83,1114

8.3.7.1.4 A exatidao do valor de P o depende sobretudo daprecisao com a qual foram determinados os valores da seleva'lioes z e ZH '8.3.7.1.sA partir de P o e dos valores de p medidos duranteos ensaios de recepeao para 05 diversos valores de a, aperda de carga H 1 pode ser determinada em

+ =29

extensao de suas escalas, porinstrumentos de maior precisac,mandmetros de peso marto.8.4 Medldas de vacuo8.4.1 CbaeIValiOn geraisNos ensaios dedldas de vacuo saodem ser exigidasbo de succaoIhida, daco

i : 1 U . , I ., ; i :1 " " as me-Contudo, po -

possuem u rn tu-,dave serescode tuOOde descarga

transversal de salda,as medidas de vacuocontidas em 8.3 com

sees 8.4.2 e 8.4.3, a seguir.

de 6mm de diametro para a medida

d.lIga~iode ligalioes utilizadas para a medida de vacuo

ser inteiramente chaios de agua ou, se to r uti lizadonecessario empregar tubas transparentea, que

observar 0 nfvel da agua. Se enchidos com

ser frequente e cuidadosamenteos ereaios, para eliminarquaisquer

da liberao de ar dissolvido, ou daatraves das eenexees, bern como paratube do man6rnetro a mesma temperatUlaforqado. As tubuJaes como as suas

m os instrumentos de medida devem estarestanques no ar; tubos flexlveispoderao ser

_1 Iil reg ados , desde que nao sofram deformaes pela".sio atmosterica.

A potencia mecanica no eixo da turbina pode ser medidade duas rnaneiras: diretamente, por interrnedlo de freios(meca.nicos, hidraulicos ou eletricos) ou de dinam6rnetros(geralmente dinamdmetros de tercao), ou indiretamente,quaneo a turbina e , ou pode ser, acoplada a urn geradorel9trico somando-se a potencia eJetri ca fornecida as diversasperdas mecanicas e eletricas ja especificadas na sec;ao3.7.2.9.2 Metodos Indlretos de med1crio da potenclaNos rnetodos indiretos, 0 gerador el9trico acoplado aturbina atua nao 56 como freio de abs0ro, mas tamberncomo instrumento de medic;ao da potencia. Por isto, 0seurendimento deve ser conhecido com exatidao para asmesmas condilioes de carga, tensac, tator de potsncla,velocidade, temperatura, etc., que devem serverificadasdurante 0 ensaio da turbina Este rendimento pode, portanto,diterir ligeiramante daquele obtldo para as condlccespadronizadas.U 10rendimento do gerador eletrico deve ser delerminadoconeiderando-ss todas as perdas especiticadas para asrnaquinas eh~tricas girat6rias, segundo a Norma lEe 34-2.Quando a Norma nao fomecer todos as detalhes sabre aprocedimento a ser adotado na execucao des respectivasmedilioes, estas deverae ser etetuadas de acordo com asprescncoss de uma das Normas ja exlstentes, que deveser escolhida de comum acordo pelas partes no ate da


d a turb in a P oram , m ais fre qO entem ente, 0de te rm inado po r mediljao indireta, que consi st eem medir 0con jun to das perdm da miquiraadm itir que estas perdas representem a~j~~~ mecanica. absorvida fi t a potencia

p ra tic a. a d ete rm ln ay a o das " pe rd as"",.."a""" po r m ed ly de s se pa rad as a uc ate go ria s d ep erd as e p elaaste metoda de medly ao do

de "metodo de perdasu tiliza do s do is m eto do sd as p erd as : 0 m etod o d eo me toda ca lo rime tr ic o ,d e re frig era ya o. 0

,",U::I\


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II -I - comutador de tenseD

Agura 51- Medldad. potinela no. terminals do

8.2.2.5 Pode surgir a necessidade de e fe tu ar a compe~da temperatura dos referidos instrumentos. Em case degrandes variaQoes de temperatura pede ser oportuno,sebretudo quando se tratar de contactores de energia,colocar os instrumentos num compartlmento cujatemperatura seja constante.8.2.2.8 Alem da pot6ncla nos terminais dOAl"~lOr.neoessano medir tambem a tenseD e a corl'tlltlllB 11~1t.1.,1a t e n s a o e a cor re nt e de exc:itaf;8o,de exatidao adequada Devemsertemperaturas dos enrolBmentose noscar1al\,'I'!IIIII"'I!~~1do estator e os demais fatoresdeterminaQ-Aodas perdas e da potenciacondies de cada ensaio.0.2.2.7 Sa a potencia for rne(~iaaleitura direta, 0numerodeensalo e das f1utuaQoesdedave ser suficiente paraquanto possivel dado ensaio. Act)r'lselha-swattlmetros

laSexatorealizaodiversostomadas

simultaneamente come conferidos com elesmedlda. A durao noaeracores deve ser medidaInstrumentos de medlo

I'lre;~is.c)!ll para que a determinaofeita com palo menos 0 ,1% dedeve ser medlda durante 0mesmoda turbina for medida: por exemplo,o rnetodo da pressao em funo dodeve ser a media das leituras efetuadasimediatamente anterior ao registro doe "pressao-tempo". Oevldo a eventuaisdes shunts utilizados para a rnedio decontinuas de grande intensidade, 0 grau dena mediQ,oda potencla em corrente continuaserconsideravelmente menor do que aquele que sena rnedicao em corrente alternada.

dais wattimetro.

proximo posslvel ao infcio dosde mediQ-Aoa serem utilizadosem toda a faixa de leituras previstas. Aconflada a uma organizafiSo escolhidaentre as partes contratuais.a realizafiSo dos ensaios da turbina, todosdevem ser empregados para comparar as

~1IIo",1. dos diversos instrumentos entre si, tao frequentefor possfvel, a tim de certificar-se de que elesaferidos. Em caso de uma contestaQ,o os~tnrrl'll!!lr'ltO!I devem ser aferidos novamente, tao logo

possivel, ap6s a conclusAo dos ensaios.1Oevido a exatidao necessaria para os instrumentosel9tricos de medio (Inclusive para os transfcrmadoresde medit;Ao) nao e admisslvel nos ensaios de recepo autillzaQAo daqueles montados em palneis. Da mesmamanelra, os transformadores de medida que devem serutilizados para alimen ta r os wattfmetros, os contadores auos demais devem ser reservados exclusivamente paraeste tim, nio sendo permitido que aUmentem ao mesmotempo os circuitos de medi~o e protec, etc. da usina.Entretanto, pode ser feita uma exceo a esta regra se fordecidido,decomumacordoentre as par te s e eventualmentecomprovado po r aferiQAo,que certos transformadores demedlda rnon1adosem paineis oferecem, pela sua classe,sua cargaefetiva e estado de usa, 0 rnesmo grau deexatidao, que poderla ser obtido com 0 emprego de umgrupo de instrumentose de transformadores independentesespecialmente destinados aos ensajos especiftcadosanteriormente.

9.3 Metoda dlreta de medlyia da paten cia8.3.1 A medida direta da potaneia no eixo da turbina porIntermSdio de freio e relativamente facil e preelsa apenasnos casos de unidade de baixa capacidade. Todavia, epossivel que venha a ser utilizada para turbinas que naosedestinem a umacoplamento dlreto com geradoreletrico. 0usc dodinam6metro de toro geralmente d e a lmpressaode ser 0 mais apropriado, porem, na pratica, a aferiodeste Instrumento para um torque elevado apresenta


Em todo case, tom a-se necessariotxa1tidaloa rota'tio da maq uin a {v er C ap itu lo

d. frelce (meclnlco, hldrllullco ou

1.3.2.20fie io d ev eurn minilT'Q de esfo ryom anc ais d a turb ina Aam ito n os re fe rid ose$fo~s. n io deve sarcre ditad a a e la no c alcu to dae ixo vert ica l, 0 treio deve sere)cercer nenhum esforc;o de f le xAo~ Oeve-se tamb8m tornar ~"1.IIIUdlU~de r e f r i g e r a c ; a o do f re io n a

ABNT NBR228 - Turbinas hidráulicas - Ensaios de campo

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