01bocas de Lobo Dimensionamento

(1)

1. BOCA-DE-LOBO SIMPLES 1. BOCA-DE-LOBO SIMPLES(*)(*) 1.1 Caso Geral

1.1 Caso Geral

L:

L: comprimento da abertura da boca-de-lobo (m)comprimento da abertura da boca-de-lobo (m) L

L11: comprimento da transição de montante da boca-de-lobo (m): comprimento da transição de montante da boca-de-lobo (m) L

L2 2 : comprimento da transição de jusante da boca-de-lobo (m): comprimento da transição de jusante da boca-de-lobo (m)

n: coeficiente de rugosidade de Manning para o material que reveste a sarjeta n: coeficiente de rugosidade de Manning para o material que reveste a sarjeta

w

w : largura da sarjeta (m): largura da sarjeta (m)

w

w00: largura da faixa de inundação definida por projeto (m): largura da faixa de inundação definida por projeto (m)

a

a: altura da depressão na extremidade de montante da boca-de-lobo (m): altura da depressão na extremidade de montante da boca-de-lobo (m) b

b: altura da depressão na extremidade de jusante da boca-de-lobo (m): altura da depressão na extremidade de jusante da boca-de-lobo (m)

y: profundidade da lâmina d’água na boca-de-lobo (m) y: profundidade da lâmina d’água na boca-de-lobo (m)

yy00: profundidade da lâmina d’água na sarjeta a montante da boca-de-lobo (m): profundidade da lâmina d’água na sarjeta a montante da boca-de-lobo (m)

y’: profundidade da lâmina d’água na borda externa da grelha (m) y’: profundidade da lâmina d’água na borda externa da grelha (m)

I

I : declividade longitudinal da rua (m/m): declividade longitudinal da rua (m/m)

(2)

θ

θ :: ângulo entre o plano de depressão da sarjeta e o plano verticalângulo entre o plano de depressão da sarjeta e o plano vertical θ

θ ₀₀:: ângulos entre o plano da sarjeta e a verticalângulos entre o plano da sarjeta e a vertical θ

θ ’’:: ângulo entre o plano da superfície do pavimento e o plano vertical (tanângulo entre o plano da superfície do pavimento e o plano vertical (tan θ θ ’= 1/i’= 1/i_tt))

z: declividade transversal da sarjeta ou rua (declividade transversal H:V para V=1; z = z: declividade transversal da sarjeta ou rua (declividade transversal H:V para V=1; z = tan

tan θθ ;;zz00 = tan= tan θθ00))

A: seção de vazão, correspondente a y (m A: seção de vazão, correspondente a y (m22)) A

A00: seção de vazão na sarjeta, correspondente a y: seção de vazão na sarjeta, correspondente a y00 (m(m22))

v: velocidade de escoamento na sarjeta, na seção da boca de lobo (m/s) v: velocidade de escoamento na sarjeta, na seção da boca de lobo (m/s)

vv00: velocidade média de escoamento na sarjeta a montante da boca-de-lobo (m/s): velocidade média de escoamento na sarjeta a montante da boca-de-lobo (m/s)

Q: capacidade de drenagem ou de engolimento da boca-de-lobo (m Q: capacidade de drenagem ou de engolimento da boca-de-lobo (m 33/s)/s) Q

Q00: vazão a montante da boca-de-lobo (m: vazão a montante da boca-de-lobo (m33/s)/s)

q= Q

q= Q00-Q : vazão que ultrapassa a boca-de-lobo (m-Q : vazão que ultrapassa a boca-de-lobo (m33/s)/s)

q

q11: vazão que ultrapassa a boca-de-lobo entre a guia e a grelha (m: vazão que ultrapassa a boca-de-lobo entre a guia e a grelha (m 33/s)/s)

q

q22: vazão que ultrapassa a boca-de-lobo por fora da grelha (m: vazão que ultrapassa a boca-de-lobo por fora da grelha (m 33/s)/s)

q

q33: vazão que escoa sobre as barras longitudinais da grelha (m: vazão que escoa sobre as barras longitudinais da grelha (m 33/s)/s)

d: largura da barra da grelha contígua à guia (m) d: largura da barra da grelha contígua à guia (m)

Aplicando-se o princípio da conservação de energia e considerando a perda de carga Aplicando-se o princípio da conservação de energia e considerando a perda de carga ((∆∆p ) no trecho de transição Lp ) no trecho de transição L11,, ∆∆p = iLp = iL11(**)(**)::

Conhecida a depressão

Conhecida a depressão aa, o valor de y pode ser determinado pela expressão [1]., o valor de y pode ser determinado pela expressão [1].

Em decorrência de experimentos realizados pela Universidade Johns Hopkins, a Em decorrência de experimentos realizados pela Universidade Johns Hopkins, a capacidade da boca-de-lobo pode ser determinada pela expressão [2]:

capacidade da boca-de-lobo pode ser determinada pela expressão [2]:

(**)

(**)_{A declividade da linha de energia na faixa de transição}_{A declividade da linha de energia na faixa de transição}_L_L

11é praticamente a mesma ao longo é praticamente a mesma ao longo da sarjeta.da sarjeta.

11 22 00 22 00

_yy

_IL

2g

vv

zz

yy

2g

vv

++

==

++

==

E

E ouou _2gA_2gAQQ yy _2gA_2gAQQ ₂₂ yy00 aa

00 22 22 22 00 ₊₊ ₌₌ ₊₊ ₊₊ == E E onde onde zz≈≈ ILIL11 ++aa A A Q Q vv ₌₌ 00 _e_e 00 00 00 A A Q Q vv ==

[[

11

]]

gg

1,5

yy

))

cc

k

(k

L

Q

++

==

[[

22

]]

(3)

k

k ee k k cc são valores adimensionais que dependem das características geométricas dasão valores adimensionais que dependem das características geométricas da

sarjeta

sarjeta em em relação relação à à depressão; g: depressão; g: aceleração da aceleração da gravidade, gravidade, admitidaadmitida g g ==

9,81 m/s 9,81 m/s22.. 1.2 Sem depressão 1.2 Sem depressão Onde: Onde: :: L L Q Q Capacidade da boca-de-lobo (m

Capacidade da boca-de-lobo (m33/s.m) calculada a partir de/s.m) calculada a partir de Izzard considerando-se g=9,81 m/s

Izzard considerando-se g=9,81 m/s22

Q:

Q: vazão absorvida pela boca-de-lobo (mvazão absorvida pela boca-de-lobo (m33/s)/s) Q

Q0 0 : vazão da sarjeta à montante (m: vazão da sarjeta à montante (m33/s)/s) I

I : declividade longitudinal (m/m): declividade longitudinal (m/m) n

n: rugosidade da sarjeta: rugosidade da sarjeta

q = Q

q = Q00 – Q : vazão que ultrapassa a boca-de-lobo (m– Q : vazão que ultrapassa a boca-de-lobo (m33/s)/s)

16 16 99 00

nn

II

Q

k

5,44

L

Q













==

z z

[[

33

]]

a a = 0= 0 k k c c = 0= 0 y y == y y 0 0

tan

tanθ =θ = tantanθθ00 k

k



 = f (tan= f (tanθθ00)) se tanse tanθθ00 ==12,12, k k = 0,23= 0,23

se tan

(4)

Considerando que para uma dada configuração geométrica os parâmetros são Considerando que para uma dada configuração geométrica os parâmetros são constantes, a expressão [

constantes, a expressão [11] pode ser ] pode ser simplificada:simplificada:

Onde: S é um fator que depende da configuração do pavimento Onde: S é um fator que depende da configuração do pavimento

1.3 Com depressão 1.3 Com depressão 16 16 99

nn

II

θ θ

tan

11 k

k

5,44

SS













==

16 16 99 00

Q

SS

L

Q

₌₌

_[[

_3a_3a

_]]

a a

≠≠

00 L L11 = 10= 10aa   k k = 0,23= 0,23 w w = 8= 8aa

(5)

A capacidade da boca-de-lobo pode então ser determinada por [4] A capacidade da boca-de-lobo pode então ser determinada por [4]

1.4 Exemplos de Cálculo 1.4 Exemplos de Cálculo

1.4.1 Exemplo 1 - Boca-de-Lobo Simples – Sem Depressão 1.4.1 Exemplo 1 - Boca-de-Lobo Simples – Sem Depressão

Dados: Dados: Determinar: Determinar: a) a) LL parapara QQ = 0,9= 0,9QQ0 0 b) b) QQ parapara LL = 2,10 m= 2,10 m c) Valor da vazão

c) Valor da vazão qq que passa pela boca-de-loboque passa pela boca-de-lobo

tan

θθ

a'

FF

L

N

==

yy

gg

vv

FF

==

22 onde onde I I IL IL b b a a

44

11 ''

22

−−

==

L L2 2

≠≠

44aa ee bb

≠≠

aa  N N cc

1,12

0,45

k

==

gg

1,5

yy

))

cc

k

(0,23

L

Q

++

==

[[

4e4e

]]

Q Q0 0 = 60 l/s= 60 l/s I I = 3% = 3% (0,03 (0,03 m/m)m/m) n = 0,015 n = 0,015 tan tan θ θ 0 0 = 12= 12 ou ou

tan

θθ

aa

FF

L

M

==

yy

gg

vv

FF

22

==

onde onde M M cc

_1,12

0,45

k

==

L L2 2 = 4= 4aa ee bb == aa            −− == 22 11 y y E E F F

[[

4a4a

]]

[[

4b4b

]]

[[

4c4c

]]

[[

4d4d

]]

(6)

Solução Solução::

Majora-se a vazão Q

Majora-se a vazão Q00 para compensar a redução de 80%para compensar a redução de 80% (*)(*) da capacidade dada capacidade da

boca-de-lobo

boca-de-lobo  QQ00 = 60/0,8 = 75 l/s= 60/0,8 = 75 l/s

Cálculo da capacidade da boca-de-lobo Cálculo da capacidade da boca-de-lobo

a) a)QQ = 0,9. 75 = 67,5 l/s= 0,9. 75 = 67,5 l/s LL == 18 18 67,5 67,5 L L = 3,75 m= 3,75 m b) b)LL = 2,10. 18 = 37,8 l/s= 2,10. 18 = 37,8 l/s c)

c) para para o o casocaso aa:: qq = 75 – 67,5 = 7,5 l/s= 75 – 67,5 = 7,5 l/s

para o caso

para o caso bb:: qq= 75 – 37,8 = 32,2 l/s= 75 – 37,8 = 32,2 l/s

1.4.2 Exemplo 2 - Boca-de-Lobo Simples – Sem Depressão 1.4.2 Exemplo 2 - Boca-de-Lobo Simples – Sem Depressão

Dados: Dados:

Determinar: Determinar:

L

L para 100%, 90% e 80% de esgotamentopara 100%, 90% e 80% de esgotamento

Majora-se a vazão Q

Majora-se a vazão Q00 para compensar a redução de 80% da capacidade dapara compensar a redução de 80% da capacidade da

boca-de-lobo

boca-de-lobo  QQ00 = 28/0,8 = 35 l/s= 28/0,8 = 35 l/s

(*)

(*)_{Fator de redução (Quadro 2, pág 17)}_{Fator de redução (Quadro 2, pág 17)}

16 16 99 0,015 0,015 0,03 0,03 12 12 0,075 0,075 0,23 0,23 .. 5,44 5,44 L L Q Q













==

[[

33

]]

__ __ 0,0180,018 L L Q Q == mm33/s.m/s.m22 de de   Q Q0 0 = 28 l/s= 28 l/s I I = 3% = 3% (0,03 (0,03 m/m)m/m) n = 0,016 n = 0,016 tan tan θ θ ₀₀= 24= 24

(7)

Cálculo da capacidade da boca-de-lobo Cálculo da capacidade da boca-de-lobo

Cálculo de L Cálculo de L a) para 100% de esgotamento a) para 100% de esgotamento QQ00 = 35 l/s= 35 l/s 7,23 7,23 35 35 L L == = 4,8 m= 4,8 m b) para 90% de esgotamento b) para 90% de esgotamento  QQ00 = 31,5 l/s= 31,5 l/s 7,23 7,23 31,5 31,5 L L == = 4,4 m= 4,4 m c) para 80% de esgotamento c) para 80% de esgotamento  QQ00 = 28 l/s= 28 l/s 7,23 7,23 28 28 L L == = 3,9 m= 3,9 m

1.4.3 Exemplo 3 - Boca-de-Lobo Simples – Com Depressão 1.4.3 Exemplo 3 - Boca-de-Lobo Simples – Com Depressão

Dados: Dados:

Determinar o comprimento

Determinar o comprimento LL para que se obtenha eficiência máxima napara que se obtenha eficiência máxima na

capacidade de engolimento

capacidade de engolimento QQ da boca-de-lobo.da boca-de-lobo.

Majorando-se a vazão

Majorando-se a vazão QQ0 0 para compensar a aplicação do fator de redução dapara compensar a aplicação do fator de redução da

capacidade da Boca-de-Lobo: capacidade da Boca-de-Lobo: 16 16 99 0,016 0,016 0,03 0,03 24 24 0,035 0,035 0,20 0,20 .. 5,44 5,44 L L Q Q













==

[[

33

]]

__ __ 77,,2323 L L Q Q == _l/s.m_l/s.m22 de de Q Q0 0 = 56 l/s= 56 l/s I I = 2,25%= 2,25% n = 0,015 n = 0,015 tan tan θ θ ₀₀= 12= 12 70 70 88 ,, 00 56 56 00 00 == ⇒⇒QQ == Q Q l/sl/s

(8)

tan tanθθ00 = 12= 12 Cálculo de y e y Cálculo de y e y 0 0 Izzard: Izzard: ou ou y y = = 16,4 16,4 cmcm

Cálculo da energia E Cálculo da energia E

Izzard: Izzard:

θθ

00 a a yy00 yy xx w w y = y y = y00+ a+ a 55 ,, 77 85 85 ,, 88 55 ,, 77 88 60 60 88 == ⇒⇒ == ∴∴ == ++ == ww aa cmcm yy a a xx aa w w tan tanθθ ++ == 00 tan tanθθ w w aa w w tan tanθθ ++ ==

⇒

12 12 60 60 55 ,, 77 tan tanθθ

60

++ == _tan_tan_θ_θ ₌₌ ₄₄_,,₈₈ xx w w tan tanθθ 00 == 00 tan tan w w xx θ θ ==

⇒

[[

4.3.14.3.1

]]

[[

4.3.24.3.2

]]

a a y y g g vv E E == 00 ++ ₀₀ ++ 22 22

[[

11

]]

  88 33 nn II zz Q Q 1,445 1,445 yy 00 00 00                 == 88 33 00 0,015 0,015 0,0225 0,0225 12 12 0,07 0,07 1,445 1,445 yy                 == ∴∴yy00 ==8,98,9 cmcm

[[

4.3.24.3.2

]]

75 75 ,, 00 25 25 ,, 00 958 958 ,, 00 00 00 00                      == n n I I z z Q Q vv 75 75 ,, 00 00 015 015 ,, 00 0225 0225 ,, 00 25 25 ,, 00 12 12 07 07 ,, 00 958 958 ,, 00 _                     == vv

[[

4.3.34.3.3

]]

(9)

Cálculo do número de Froude F Cálculo do número de Froude F

Cálculo da

Cálculo da vazão de vazão de engolimento Q engolimento Q da boca-de-loboda boca-de-lobo

Fixadas as características geométricas e físicas, pode-se expressar a vazão Q Fixadas as características geométricas e físicas, pode-se expressar a vazão Q como função direta de L

como função direta de L

Cálculo de M Cálculo de M Cálculo de k Cálculo de k c c Cálculo de Cálculo de L L Q Q 075 075 ,, 00 0885 0885 ,, 00 81 81 ,, 99 .. 22 49 49 ,, 11 // 49 49 ,, 11 22 00 == mm s s ⇒⇒ E E == ++ ++ vv E E == 00,,277277mm M M cc

1,12

0,45

k

==

cc _1,12_1,12_3,83L_3,83L 0,45 0,45 k k ==           ₋₋ == 11 164 164 ,, 00 277 277 ,, 00 22 F F F F ==11,,3838           −− == 22 11 y y E E F F ou ou tan tanθθ aa FF L L M M == MM == k k _M_MLL ondeonde atan atanθθ FF k k _M_M == 0,075.0,48 0,075.0,48 1,38 1,38 k k _M_M == k k _M_M ==33,,8383∴∴M M == 33,,8383LL gg 1,5 1,5 yy )) cc k k (0,23 (0,23 L L Q Q ++ == ouou (0,23(0,23 k k _cc))k k _Q_Q L L Q Q ++ == onde

onde k k _Q_Q == y y11,,55 g g k k _Q_Q == 00,,16416411,,55 99,,8181 k k QQ == 00,,2121

[[

4.3.44.3.4

]]

[[

4d4d

]]

[[

4b4b

]]

[[

4a4a

]]

[[

4b14b1

]]

[[

4.3.54.3.5

]]

(10)

A tabela a seguir apresenta valores de Q em função de L obtidos da expressão A tabela a seguir apresenta valores de Q em função de L obtidos da expressão [4.3.6] a partir do valor L = 1,0 m [4.3.6] a partir do valor L = 1,0 m L L (cm)(cm) Q Q (l/s)(l/s) 100 109,52 100 109,52 90 101,02 90 101,02 80 92,06 80 92,06 70 82,62 70 82,62 60 72,68 60 72,68 50 62,18 50 62,18

Portanto, a dimensão mais adequada para a boca-de-lobo, de Portanto, a dimensão mais adequada para a boca-de-lobo, de acordo com a sua vazão de montante (70 l/s) de forma que tenha uma eficiência acordo com a sua vazão de montante (70 l/s) de forma que tenha uma eficiência de 100%, considerado um fator de redução de 80% será L= 60 cm.

de 100%, considerado um fator de redução de 80% será L= 60 cm.

Observa-se que as dimensões superiores a 60cm também Observa-se que as dimensões superiores a 60cm também produziriam eficiência máxima, mas estariam superdimensionadas para a vazão produziriam eficiência máxima, mas estariam superdimensionadas para a vazão requerida (70 l/s).

requerida (70 l/s).

1.4.4 Exemplo 4 - Boca-de-Lobo Simples – Com Depressão 1.4.4 Exemplo 4 - Boca-de-Lobo Simples – Com Depressão

Dados: Dados:

Determinar o comprimento

Determinar o comprimento LL para que se obtenha eficiência máxima napara que se obtenha eficiência máxima na

capacidade de engolimento

capacidade de engolimento QQ da boca-de-loboda boca-de-lobo Cálculos

Cálculos preliminapreliminaresres Q Q0 0 = 64 l/s= 64 l/s I I = 0,025 m/m= 0,025 m/m n = 0,016 n = 0,016 tan tan θ θ ₀₀= 12= 12 a = 10,5 cm a = 10,5 cm cm cm w w a a w w==88 ⇒⇒ ==88..1010,,55==8484 cm cm 44 ,, 99 yy₀₀ == ∴ ∴ 88 33 00 0,016 0,016 0,025 0,025 12 12 0,08 0,08 1,445 1,445 yy                 == ⇒ ⇒

[[

4.3.24.3.2

]]

(11)

Cálculo da energia E Cálculo da energia E

Cálculo do número de Froude F Cálculo do número de Froude F

Cálculo de M Cálculo de M Cálculo de k Cálculo de k c c Cálculo de Cálculo de L L Q Q cm cm y y y y a a

99 ,,

44

10

10 ,,

55

19

19 ,,

99 yy

yy

==

₀₀

++

⇒

==

++

∴

==

75 75 ,, 00 00 016 016 ,, 00 025 025 ,, 00 25 25 ,, 00 12 12 08 08 ,, 00 958 958 ,, 00 _                     == ⇒ ⇒vv

[[

4.3.34.3.3

]]

∴∴vv00 ==11,,5353m/sm/s m m E E E E 00,,094094 00,,105105 00,,3232 81 81 ,, 99 .. 22 53 53 ,, 11 22 == ∴ ∴ ++ ++ == ⇒ ⇒

[[

11

]]

0,105.4,8 0,105.4,8 1,22 1,22 k k _M_M == k k _M_M == 22,,4242∴∴M M == 22,,4242LL

[[

4b14b1

]]

          −− == ⇒ ⇒ 11 199 199 ,, 00 32 32 ,, 00 22 F F F F ==11,,2222

[[

4d4d

]]

12 12 84 84 55 ,, 00 11 84 84 tan tanθθ ++ == ⇒ ⇒ ∴∴tantanθθ ==44,,88

[[

4.3.14.3.1

]]

2,42L 2,42L cc 1,12 1,12 0,45 0,45 k k == ⇒ ⇒

[[

4.3.44.3.4

]]

[[

4a4a

]]

81 81 ,, 99 199 199 ,, 00 11,,55 == ⇒ ⇒k k _Q_Q k k QQ ==00,,2828 45 45 ,, 00

(12)

A tabela a seguir apresenta valores de Q em função de L obtidos da expressão A tabela a seguir apresenta valores de Q em função de L obtidos da expressão [4.4.1] a partir do valor L = 0,80 m [4.4.1] a partir do valor L = 0,80 m L L (cm)(cm) Q Q (l/s)(l/s) 80 132,46 80 132,46 70 117,87 70 117,87 60 102,77 60 102,77 50 87,13 50 87,13 47 82,83 47 82,83 40 70,92 40 70,92

Pode-se adotar o valor de L= 50cm por facilidade de Pode-se adotar o valor de L= 50cm por facilidade de padronização em relação a L= 47cm. Apesar das demais atenderem com folga a padronização em relação a L= 47cm. Apesar das demais atenderem com folga a demanda à montante (80 l/s) com eficiência de 100% seus custos serão demanda à montante (80 l/s) com eficiência de 100% seus custos serão significativamente mais elevados se considerados em escala de produção.

significativamente mais elevados se considerados em escala de produção.

Verifica-se em relação ao exemplo anterior que houve um Verifica-se em relação ao exemplo anterior que houve um acréscimo de eficiência devido ao aumento da depressão e da largura da sarjeta. acréscimo de eficiência devido ao aumento da depressão e da largura da sarjeta. Entretanto, há que se observar que a abertura na guia não deverá ser excessiva Entretanto, há que se observar que a abertura na guia não deverá ser excessiva devido a riscos de

(13)

2. BOCA-DE-LOBO COM GRELHA 2. BOCA-DE-LOBO COM GRELHA (*)(*)

(*) (*)

Figura 1

Figura 1::Boca-de-Lobo com GrelhaBoca-de-Lobo com Grelha– Características do Escoamento– Características do Escoamento

Figura 2

(14)

A eficiência de drenagem de uma

A eficiência de drenagem de uma Boca-de-Lobo com GrelhaBoca-de-Lobo com Grelha depende dasdepende das

características do escoamento (Figura 1). Fundamentalmente, são fatores são características do escoamento (Figura 1). Fundamentalmente, são fatores são predominantes:

predominantes:

a) O comprimento

a) O comprimento LL0 0 que corresponde à mínima extensão para que todo oque corresponde à mínima extensão para que todo o

escoamento que passa sobre a grelha seja captado; escoamento que passa sobre a grelha seja captado; b) O comprimento

b) O comprimento L’ L’ que corresponde à mínima extensão para que todo oque corresponde à mínima extensão para que todo o

escoamento que passa por fora da grelha seja captado; escoamento que passa por fora da grelha seja captado; c)

c) A largura da A largura da grelha w deve grelha w deve ser inferior a 2/3 ser inferior a 2/3 de wde w00 (faixa de inundação).(faixa de inundação).

Se L atender as condições estabelecidas nas alíneas

Se L atender as condições estabelecidas nas alíneas aa ee bb a a área área Lw Lw da da grelhagrelha

deve atender à relação: deve atender à relação:

Ou, de outra forma, para se determinar

Ou, de outra forma, para se determinar w w para captar toda a água que passe por para captar toda a água que passe por

fora e sobre a grelha, atribuindo-se previamente um valor para

fora e sobre a grelha, atribuindo-se previamente um valor para LL,, w w pode ser pode ser

calculado pela expressão: calculado pela expressão:

Na Figura 3 estão esquematizadas possibilidades de disposição Na Figura 3 estão esquematizadas possibilidades de disposição da grelha para que se obtenha eficiência máxima de captação. Apesar de da grelha para que se obtenha eficiência máxima de captação. Apesar de teoricamente ser possível se trabalhar com a área da grelha, variando ou teoricamente ser possível se trabalhar com a área da grelha, variando ou comprimento ou largura (como mostrado na Figura 3) as experiências práticas comprimento ou largura (como mostrado na Figura 3) as experiências práticas demonstram que as grelhas com maior comprimento (maior L) são mais demonstram que as grelhas com maior comprimento (maior L) são mais eficientes que as mais curtas (maior w).

eficientes que as mais curtas (maior w).

00 00 _tan_tan θ θ w w yy w w 0,25 0,25 MQ MQ Lw Lw == −−                   −− == Q Q M M L L y y z z 11 22 w w ₀₀ ₀₀

[[

66

]]

[[

55

]]

(15)

A vazão máxima admissível em função das características da A vazão máxima admissível em função das características da sarjeta e da grelha, será:

sarjeta e da grelha, será:

Onde m foi obtido por ensaios de Laboratório (Quadro 1). Onde m foi obtido por ensaios de Laboratório (Quadro 1). QUADRO 1: VALORES DE

QUADRO 1: VALORES DEmm

Tipologia da Boca-de-Lobo

Tipologia da Boca-de-Lobo Valor Valor _de_de m m

Grelha com barras longitudinais

Grelha com barras longitudinais 4,04,0 Boca-de-Lo

Boca-de-Lobo com bo com GrelhaGrelha

Grelha com

Grelha com algumas algumas barras transversaibarras transversaiss 8,08,0

Grelha com barras longitudinais

Grelha com barras longitudinais 3,33,3 Boca-de-Lobo Combinada

Boca-de-Lobo Combinada _{Grelha com}_{Grelha com algumas}_{algumas barras transversai}_{barras transversaiss}

6,6 6,6

Fonte: Cetesb (1986, p.311) Fonte: Cetesb (1986, p.311)

Para

Para Bocas-de-Lobo com GrelhaBocas-de-Lobo com Grelha recomenda-se o emprego derecomenda-se o emprego de

depressão. Dada a sua maior eficiência foi o único tipo ensaiado pela depressão. Dada a sua maior eficiência foi o único tipo ensaiado pela Universidade Johns Hopkins.

Universidade Johns Hopkins.

O Fluxograma a seguir (Figura 4) fornece um panorama geral O Fluxograma a seguir (Figura 4) fornece um panorama geral para o dimensionamento de Bocas-de-Lobo com Grelha considerando as para o dimensionamento de Bocas-de-Lobo com Grelha considerando as possibilidades de eficiência máxima ou não. O fator de redução FR da possibilidades de eficiência máxima ou não. O fator de redução FR da

00 tan tan 99 Q Q θ θ                 ≤≤ n n I I m m L L Figura 3

Figura 3: : Características dimensionais Características dimensionais de de uma grelha uma grelha para captar para captar toda atoda a água de montante

água de montante

(16)

Figura 4

Figura 4: Procedimentos para o dimensionamento de: Procedimentos para o dimensionamento de Bocas-de-Lobo com Grelha

(17)

QUADRO 2: FATOR DE

QUADRO 2: FATOR DE REDUÇÃO DO ESCOAMENTO PARA BOCAS-DE-LOBOREDUÇÃO DO ESCOAMENTO PARA BOCAS-DE-LOBO

Localização

Localização na na sarjeta sarjeta Tipo Tipo de de boca-de-loboboca-de-lobo % permitida sobre% permitida sobre o valor teórico o valor teórico

Ponto baixo Ponto baixo

Simples (entrada pela guia) Simples (entrada pela guia)

Com grelha Com grelha Combinada Combinada 80 80 50 50 65 65 Ponto intermediário Ponto intermediário Simples Simples

Com grelha longitudinal Com grelha longitudinal

Com grelha transversal ou longitudinal com barras transversais Com grelha transversal ou longitudinal com barras transversais

Combinada Combinada 80 80 60 60 50 50 110%

110%dos valoresdos valores indicados para a indicados para a grelha grelha correspondente. correspondente. Fonte: Cetesb (1986, p.281) Fonte: Cetesb (1986, p.281) 2.1 Exemplos de Cálculo 2.1 Exemplos de Cálculo

2.1.1 Exemplo 5 - Boca-de-Lobo com Grelha 2.1.1 Exemplo 5 - Boca-de-Lobo com Grelha

Dados: Dados:

Determinar a vazão máxima

Determinar a vazão máxima admissíveladmissível

Portanto, a vazão máxima a montante corresponderia a uma Portanto, a vazão máxima a montante corresponderia a uma lâmina d’água de 12,73cm. Logicamente esta altura poderá ser limitada pela lâmina d’água de 12,73cm. Logicamente esta altura poderá ser limitada pela velocidade máxima de projeto da sarjeta ou pela faixa máxima de inundação velocidade máxima de projeto da sarjeta ou pela faixa máxima de inundação admissível para o projeto. Nestes casos, eventualmente, o valor L pode ser admissível para o projeto. Nestes casos, eventualmente, o valor L pode ser

L = 0,90m L = 0,90m

Grelha com barras longitudinais Grelha com barras longitudinais I I = 1%= 1% n = 0,015 n = 0,015 tan tan θ θ ₀₀= 12= 12 12 12 015 015 ,, 00 01 01 ,, 00 44 99 ,, 00 99 Q Q                 ≤≤ ⇒ ⇒

[[

77

]]

∴∴QQ₀₀ == 00,,123123mm// s s cm cm 73 73 ,, 12 12 yy₀₀ == ∴ ∴ 88 33 00 0,01 0,01 0,01 0,01 12 12 0,123 0,123 1,445 1,445 yy                 == ⇒ ⇒

[[

4.3.24.3.2

]]

(18)

2.1.1 Exemplo 6 - Boca-de-Lobo com Grelha sem depressão 2.1.1 Exemplo 6 - Boca-de-Lobo com Grelha sem depressão

Dados: Dados:

Determinar L para captar toda

Determinar L para captar toda a a vazão a montante vazão a montante da boca-de-loboda boca-de-lobo

Fator de Redução Fator de Redução

De acordo com o Quadro 2, adota-se FR=0,50. Majorando-se Q De acordo com o Quadro 2, adota-se FR=0,50. Majorando-se Q 00

= 28,30/0.5 = 28,30/0.5(*)(*) tem-se Qtem-se Q00 = 56,60 l/s= 56,60 l/s Cálculo de w Cálculo de w 0 0 Cálculo de L’ Cálculo de L’

(Verificação se L absorve a água que passa fora da Grelha

(Verificação se L absorve a água que passa fora da Grelha L L≥≥ L L'' ) )

Substituindo-se em [8] v

Substituindo-se em [8] v00extraído de [4.3.3] tem-se:extraído de [4.3.3] tem-se:

(*)

(*)_{Fator de redução (Quadro 2, pág}_{Fator de redução (Quadro 2, pág 17)}₁₇₎ Q Q0 0 = 28,30 l/s= 28,30 l/s I I = 4%= 4% n = 0,020 n = 0,020 tan tan θ θ ₀₀= 12= 12 w = 46 cm w = 46 cm cm cm 17 17 ,, 88 yy₀₀ == ∴ ∴ 88 33 00 0,020 0,020 0,04 0,04 12 12 0,0566 0,0566 1,445 1,445 yy                 == ⇒ ⇒

[[

4.3.24.3.2

]]

00 00

00 y y tantanθ θ

w w

==

w w ₀₀

==

00,,08170817..1212

∴

ww₀₀

==

00,,9898mm 00 00 33 22 65 65 ,, 00 33 22 w w w w m m w w

==

∴

<<

∴

00 00 00 tan tan tan tan 22 ,, 11 '' θ θ θ θ _w_w y y g g L L

==

−−

[[

88

]]

00 00 25 25 ,, 00 00 tan tan '' θ θ w w y y MQ MQ L L

==

−−

(19)

Na qual Na qual

Ou, sob outra forma Ou, sob outra forma

Cálculo de L Cálculo de L0 0

(Verificação se L absorve a água que passa sobre da Grelha

(Verificação se L absorve a água que passa sobre da Grelha L L≥≥ L L₀₀ ) )

g g y y mv mv L L₀₀ == 00 00 a)

a) Só barras Só barras longitudinais m=4 longitudinais m=4 (Quadro 1)(Quadro 1)

04 04 ,, 00 98 98 ,, 00 .. 0817 0817 ,, 00 00 == A

A A A₀₀ ==00,,0404mm22

04 04 ,, 00 0566 0566 ,, 00 00 == vv vv₀₀ ==11,,4242mm// s s m m L L L L 00,,5252 81 81 ,, 99 0817 0817 ,, 00 42 42 ,, 11 .. 44 00 00 == ⇒⇒ == b)

b) Algumas barras Algumas barras transversais m=8 transversais m=8 (Quadro 1)(Quadro 1)

é suficiente para as duas condições é suficiente para as duas condições

00 tan tan 326 326 ,, 00 _      == n n I I M M θ θ w w w w MQ MQ L L''== ₀₀00,,2525 ₀₀ −−

_[[

₉₉

_]]

88 ,, 11 11 020 020 ,, 00 04 04 ,, 00 12 12 326 326 ,, 00 75 75 ,, 00 00  ⇒⇒ ==           == ∴ ∴M M M M

( (

))

L L mm L L''==1111,,88..00,,05660566 00,,2525 00,,9898 −−00,,4646 ⇒⇒ ''==11,,2020 m m L L₀₀ ==11,,0404 ⇒ ⇒ m m L L==11,,2020 ∴ ∴

(20)

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