Submergencia critica na formação de vortices em tomadas d'agua verticais

Resumo: No projeto de tomadas d'água, os engenheiros hidráulicos deparam-se com uma grande dificuldade que é a prevenção de formação de vórtices. A presença de escoamento com vorticidade pode trazer conseqüências prejudiciais, tais como: queda do rendimento de máquinas hidráulicas, diminuição da vazão e vibrações. A submergência crítica é um dos parâmetros que mais influem para a ocorrência do fenômeno de formação de vórtices. Este parâmetro depende do diâmetro utilizado na tomada d'água, do ângulo de aproximação do escoamento, das dimensões de estruturas que possam estar próximas à tomada e do valor dos números de Froude, Reynolds e Weber. Este trabalho tem, como objetivo, o estudo relacionado à determinação de critérios que possibilitem impedir a formação de vórtices em tomadas d'água verticais. Um estudo experimental foi feito, empregando-se tomada d'água vertical com diâmetros diferentes, variando-se a altura da tomada, a submergência e a vazão. Pôde constatar-se a influência da profundidade de aproximação d'água em relação ao diâmetro da tomada. Para relações entre submergência e diâmetro da tomada maiores que 0,5 não ocorreu formação de vórtices intensos com arrastamento de ar. A partir desse limite, os vórtices são de baixa intensidade sem arrastamento de ar. Para não haver formação de vórtices de qualquer intensidade, a relação deveria ser maior que 3,0Abstract: In the intakes design, the hydraulic engineering come across a great difficult: the prevention of vortex formation. The drainage with vorticity can carry away harmful consequences, such as: hydraulic machines falling efficiency, flow decrease and vibration. Critical submergence is one of the parameters that most contribute to the occurrence of vortex formation. This parameter depends on the diameter used at the intake, on the drainage aproximation angle, on the structures dimensions that must be near the intake, on the Froude, Reynolds and Weber number. This paper care fore the studies to establish generic criterions avoid vortex formation at vertical intakes. An experimental study were carry out, using intakes with different diameters, varying the intake height, submergence and flow. It was noticed the influence of the water aproximation height regarding the intake diameter. To relations between the submergence and the intake diameter greater than 0,5 there were no vortex with air entrainment formation. Left from this limit, the vortex were with no air entrainment. TO avoid any intensity vortex, the relation should be greater than 3,