Orientador : Prof. Dr. José Junji Ota / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Recursos Hídricos e Ambiental. Defesa: Curitiba, 10/04/2015 / Inclui referências : f.131-134 / Resumo: Em obras hidráulicas, o manejo do rio durante a construção é um fator importante com relação ao esquema geral da obra. A construção das ensecadeiras em água corrente com a função de controlar o rio e proporcionar área seca para que as obras permanentes possam ser construídas no leito, é frequentemente uma atividade complexa, envolvendo os principais problemas de construção. Apesar do custo do fechamento corresponder, geralmente, a uma pequena porcentagem do custo total da obra, deve ser estudado com cuidado, pois uma falha pode causar um atraso sério e custoso no cronograma. Os estudos disponíveis sobre as condições de estabilidade do enrocamento no fechamento de rios para a construção de obras hidráulicas são baseados em métodos aproximados, desenvolvidos por meio de considerações teóricas, observações experimentais de laboratório e de campo, e possibilitam que o projetista determine o diâmetro do material necessário para executar o fechamento do rio. Como objetivo geral para esta pesquisa, pretendeu-se estudar o comportamento hidráulico do escoamento no fechamento de rio pelo método lateral progressivo ou ponta de aterro, método bastante usual no Brasil. Como objetivos específicos, pretendeu-se avaliar como a curvatura do escoamento na ponta de aterro afeta o escoamento nessa região. Este efeito foi avaliado a partir da alteração de dois parâmetros geométricos da ensecadeira com a utilização de um modelo numérico tridimensional. Os dois parâmetros geométricos estudados foram: 1) largura da crista; e 2) inclinação do talude. Para possibilitar as respostas às perguntas feitas por esta dissertação, definiu-se outro objetivo especifico que consiste na avaliação da capacidade do modelo numérico escolhido para as simulações, o Flow 3D®, em reproduzir as características deste tipo de escoamento. Para atender a este objetivo, realizou-se uma primeira etapa de estudo chamada de Etapa 1 - Estudo de Caso na qual foram realizadas simulações em modelo numérico com o objetivo de reproduzir uma investigação experimental já realizada em modelo hidráulico reduzido. Após esta etapa de estudos e da análise comparativa dos resultados, concluiu-se que o modelo numérico escolhido é adequado para a resolução desse tipo de problema. Também são apresentados e avaliados os resultados para as três malhas de elementos utilizadas nas simulações em comparação aos resultados que se pretendia atingir da investigação experimental. Concluída a primeira etapa, realizou-se a análise da variação dos dois parâmetros geométricos da ensecadeira (Etapa 2). São apresentados e analisados além dos valores de velocidade e tensão tangencial, sua localização e distribuição em cada caso estudado e as linhas de corrente que dão um indicativo da curvatura do escoamento em cada caso. Essas análises permitiram chegar às conclusões principais de que o aumento da largura da crista e consequentemente do raio da ponta de aterro, bem como, a diminuição da inclinação do talude da ensecadeira afetam a curvatura do escoamento na ponta de aterro e resultam na diminuição das velocidades e tensão tangencial nessa região. Palavras-chave: fechamento do rio, ensecadeira, lançamento lateral progressivo, ponta de aterro. / Abstract: In hydraulic works, the management of the river during the construction is an important factor with respect to the general scheme of the work. The construction of cofferdams through running water to river control and to provide dry areas for the permanent works into the riverbed is often a complex activity, involving the main construction problems. Despite the cost of the river closure correspond generally a small percentage of the total cost of the work, must be carefully studied because a failure can lead to a serious and costly schedule delay. The available studies about the rock fill stability in the river closure for the construction of hydraulic works are based on approximated methods, developed through theoretical considerations, experimental observations at the laboratory and at the field, and enable the designer to determine the diameter of the material that is needed to guarantee the success of the river closure. As a general goal for this study, is intended to study the hydraulic behavior of the flow in the river closure by the end dumping method, quite usual method in Brazil. As specific goals, the purpose was to evaluate how the curvature of the flow in the cofferdam affects the flow behavior in this region. This effect was evaluated changing two geometric parameters of the cofferdam using a three-dimensional numerical model. The two geometric parameters studied were 1) width of the crest; and 2) embankment slope. To answer the questions asked by this dissertation, it was defined another specific goal that is to evaluate the ability of the numerical model chosen for the simulations, the Flow 3D®, to reproduce the characteristics of this type of flow. To achieve this goal, there was a first study stage called Stage 1 - Case Study in which it were performed numerical simulations in order to reproduce an experimental research already done in reduced hydraulic model. After this stage of studies and after the comparative analysis of the results it was concluded that the chosen numerical model is appropriate to solve this type of problem. It also are presented and evaluated the results of the three mesh elements that were used in the simulations in comparison with the results that it was intended to achieve of the experimental research. After the first stage was completed, it was done the analysis of the variation of the two geometric parameters of the cofferdam, the stage called Stage 2. It is presented and analyzed the values of velocity and shear stress, their location and distribution in each study case and the streamlines that indicates the flow curve in each case. These analysis allowed the mainly conclusions that increasing the width of the crest and therefore the radius of the cofferdam as well as the decreasing of the embankment slope affect the curvature of the flow and leads to the decreasing of the velocity and the shear stress in the cofferdam. Keywords: river closure; cofferdam; end dumping.

Orientador: Ana Ines Borri Genovez / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil / Made available in DSpace on 2018-07-29T02:42:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ferreira_LauraMariaCanno_M.pdf: 3088997 bytes, checksum: a8cbdebf63c3d12bbadc67965c50ad88 (MD5) Previous issue date: 2001 / 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 3,0 / Abstract: 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 3,0 / Mestrado / Recursos Hidricos / Mestre em Engenharia Civil

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Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Florianópolis, 2010 / Made available in DSpace on 2012-10-25T06:11:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 282501.pdf: 18734082 bytes, checksum: 1544e2d6adda663c052b1694c61ee1ba (MD5) / O dimensionamento de instalações de água fria é condicionado a uma série de parâmetros normalmente propostos por normas técnicas locais. O Brasil possui a NBR 5626 que ao longo dos anos vêm sendo revisada mas que teve sua última atualização em 1998. Paralelo a isto, a Europa, depois da criação de sua comunidade, elaborou padrões técnicos de projetos que estão sendo sumarizados na DIN EN 806-3. Além de serem dependentes dos parâmetros hidráulicos, determinados por estas normas, os dimensionamentos sofrem influência das diferentes metodologias de cálculo. Comercialmente, existem vários softwares disponíveis para projeto de instalações hidráulicas, que procuram atender os requisitos das normas, mas que não realizam a otimização dos diâmetros obtidos, frente aos limites de pressão e velocidade. Desta forma, o presente trabalho realizou a comparação, para um mesmo estudo de caso, de diferentes cenários de dimensionamento que considerava diferentes normas (ou parâmetros hidráulicos) e diferentes metodologias de cálculo (rotina otimizada e softwares comerciais e didáticos). Para o levantamento da influência destes parâmetros hidráulicos e das metodologias de cálculo foram feitas quantificações do material necessário para cada cenário e estudos de custo. Ao final, verificou-se que a adoção de metodologia otimizada e do diâmetro interno nos dimensionamentos produzem projetos mais econômicos, até 25% mais baratos, e mais sustentáveis ambientalmente, devido a configuração das peças na montagem das instalações. / The design of piping systems for water depends on hydraulic parameters following local and technical standards. In Brazil, the NBR 5626 standard defines such parameters, but it was last updated in 1998. In Europe, after the European Community, the DIN EN 806-3 standard was developed for piping and water supply systems.. The design also depends on the calculation method used, besides the hydraulic parameters. Commercial softwares available for design follow the standard parameters but usually do not optimize the pipe diameter based on velocity and pressure limits. The aim of this study is to compare different water piping design methods, considering different calculation algorithms, standards and hydraulic parameters. The calculation procedures considered are an optimization algorithm, a commercial software and an educational software). In order to determine the influence of the hydraulic parameters and calculation algorithm in the final result, the cost of each design was calculated. Results indicate that the optimization algorithm and the use of the internal diameter as hydraulic parameter produced a water piping design that is more economic (up to 25% smaller cost) and environmentally better, due to the material configuration demanded for the plumbing system.

Orientador: Paulo Sergio Franco Barbosa / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil / Made available in DSpace on 2018-07-22T14:14:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Alfredo_AlbertoDomingos_M.pdf: 2855553 bytes, checksum: 9f09df74c47b02db3ab1d7a561182d03 (MD5) Previous issue date: 1997 / Resumo: Neste trabalho, faz-se uma análise crítica dos métodos utilizados na seleção de alternativas de planejamento da utilização de recursos hídricos, que têm suporte apenas em conceitos da matemática financeira, centrados na metodologia tradicional da Análise Benefício-Custo. A aplicação pura e simples deste tipo de análise na seleção de projetos públicos, nos quais se inserem os projetos de recursos hídricos, tem sido bastante criticada. Assim, novas metodologias são propostas como subsídio para a Análise Benefício-Custo ou em sua substituição na solução de problemas de recursos hídricos. Uma das principais críticas feitas à Análise Beneficio-Custo é a dificuldade que apresenta para considerar os fatores denominados intangíveis, que não podem deixar de serem considerados na análise sobre a viabilidade social de projetos. Através de um modelo de otimização, particularmente o modelo Electre, a Análise Multiobjetivo é aplicada num estudo de caso (aproveitamento hidroelétrico da bacia hidrográfica do Rio Sapucaí, no Estado de São Paulo), para a seleção da alternativa de projeto mais atrativa quanto às usinas e suas respectivas potências instaladas / Abstract: This research work presents a critical analysis of current procedures in order to select the alternatives of planning the water resources use, wich have been supported only on mathematical finantial concepts, mainly on benefit-cost analysis. The simple application of benefit-cost analysis to public projects has been a matter of criticisms, including those related to water resources area. Therefore, new methodologies have been proposed to improve benefit-cost analysis. The difficulties to take into account noncomensurate factors are presented as the main criticisms against benefit-cost analysis once they can not be put aside from the social feasibility analysis of the projects. A multiobjective analysis (Electre model) is applied on case study, concemed with the hydroelectric development of Sapucaí River Basin in the Satate of São Paulo, aiming the design of project altematives related to hydropower plants as well as their corresponding power capacities / Mestrado / Recursos Hidricos / Mestre em Engenharia Civil

Orientador: Ana Ines Borri Genovez / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-09T18:19:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ferreira_LauraMariaCanno_D.pdf: 6902999 bytes, checksum: 3e1f02a65f335b50df38d55fa7ab47bd (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: Estruturas de queda com poços verticais podem ser utilizadas para drenagem urbana, dissipação de energia e como vertedores em barragens. No último caso, tem-se os vertedores com emboque tipo tulipa, formados por um perfil vertedor seguido de um poço vertical, que se liga a um túnel por meio de uma curva. A curva é um ponto crítico do dimensionamento do vertedor, pois, é onde o escoamento o deflete, causando elevadas pressões na sua parte convexa e subpressões na parte côncava. Este trabalho tem, como objetivo, o estudo experimental de um vertedor tipo tulipa, para definir uma melhor geometria para a curva de ligação poço-túnel. Um estudo experimental foi feito, empregando-se o modelo do vertedor de Paraitinga, em escala 1:51,02, utilizando novas geometrias para a curva, para avaliar as pressões e o arraste de ar. Pôde constatar-se a nfluência da geometria da curva, sendo que as novas curvas resultaram em um escoamento mais regular, acompanhando o traçado da curva, com pressões menores na parte convexa, além de uma maior vazão de afogamento do vertedor. Foram propostas equações para o cálculo da vazão de ar em função da concentração média do ar no escoamento. Através do estudo experimental comparativo entre as diferentes curvas se sugere o emprego da curva clotóide para ser usada na ligaçao poço-túnel / Abstract: Vertical dropshafts can be used in drainage systems, energy dissipator and as dam spillways. In this case, they are called morning glory, and consists of an inlet followed by a shaft which joins a tunnel through a bend. The bend is a critical point in spillway sizing, therefore the flow deflects in this region and causes high pressures in the convex part of the bend and negative pressures in the concavous part. This paper cares for the experimental study to define a better geometry for the shaft spillway vertical bend. An experimental study has been carried out, using the spillway model of Paraitinga dam, which scale was 1:51,02, using new bend geometries, to evaluate pressures flow and air entrainment. The influence of the bend geometry has been noticed, and the new curves resulted in a more regular flow, that followed the trace of the curve, with smaller pressures in the convex part, besides a higher flow to submerge the spillway. Equations have been proposed to calculate air entrainment flow as a function of the average concentration of air. Through the experimental study to compare the different curves, one suggest the use of use clotóide curve, as a bend shaft / Doutorado / Recursos Hidricos / Doutor em Engenharia Civil

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:25:21Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-02-06Bitstream added on 2014-06-13T19:53:01Z : No. of bitstreams: 1 marques_ml_me_ilha.pdf: 2611417 bytes, checksum: 92acf490f613feafc8592624dfbb25e9 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Diante dos vários casos registrados de anomalias surgidas em concretos de diferentes estruturas devidas às reações deletérias do tipo álcali-agregado (RAA), pesquisadores de todo o mundo têm buscado conhecer melhor o problema, entender seu mecanismo e caracterizar estruturas já afetadas. Realizou-se no presente trabalho um estudo de caso sobre a Tomada d’água (TA) da UHE Jaguari, visando estimar a expansibilidade do concreto dessa estrutura e a reatividade de agregados provenientes da região. Para isto, foram analisados testemunhos extraídos da TA por meio de ensaios de expansão, análises químicas e microestruturais, e um concreto com traço reconstituído em laboratório, reproduzindo o traço utilizado na construção da TA, avaliando a resistência mecânica, a propriedade elástica e a permeabilidade. Realizouse um estudo em separado dos agregados coletados da região (enrocamento da barragem, pedreira comercial e testemunho de sondagem da rocha de fundação da TA) por se tratar de materiais que provavelmente têm a mesma procedência que o empregado na barragem. Foram realizadas análises químicas, usando técnicas como difração de raios X e infravermelho, bem como análises do potencial expansivo, por meio de barras de argamassa e prismas de concreto, conforme as normas NBR 15577-4 e NBR 15577-6, respectivamente. Este conjunto de informações constitui uma contribuição para que venha a ser feita uma avaliação da real situação da estrutura no tocante à RAA, estabelecendo parâmetros iniciais para estimar em qual estágio de expansão a estrutura se encontra. / Ahead of some registered cases of anomalies appeared in concrete of different structures due to the deleterious reactions of the alkali-aggregate reaction (AAR) type, researchers of all over the world have studied this problem, to understand its mechanism and to characterize structures which were already affected. In the present work, a characterization of the concrete used in this dam and a study of residual expansion obtained from extracted cores was performed. The case study was the intake of Jaguari Hydra Power plant, because it presents cracks that are characteristic of alkali-aggregate reaction. Tests were made on the same core of Jaguari Hydra Power Plant and in concrete from laboratory, using a local aggregate in order to evaluate: the strength, the elastic property, the permeability and the expansibility; as well as, chemical and micro structural analysis. Another study was made with aggregate collected from the rockfill of the dam, because this aggregate probably has the same origin that the one which were used in the dam construction and collected from soundings of the foundation rock of intake structure of Jaguari Power plant. This study contemplated chemical analysis, using techniques such as X-ray diffraction and infra-red ray, as well as analysis of the expansive potential in mortar bars and concrete prisms, through method NBR 15577-4 e NBR 15577-6, respectively. All this information will be useful to establish initial parameters and estimate what is the stage of the structure expansion due to alkali-aggregate reaction.

Orientador: Haroldo de Mayo Bernardes / Banca: Antonio Anderson da Silva Segantini / Banca: Selmo Chapira Kuperman / Resumo: Diante dos vários casos registrados de anomalias surgidas em concretos de diferentes estruturas devidas às reações deletérias do tipo álcali-agregado (RAA), pesquisadores de todo o mundo têm buscado conhecer melhor o problema, entender seu mecanismo e caracterizar estruturas já afetadas. Realizou-se no presente trabalho um estudo de caso sobre a Tomada d'água (TA) da UHE Jaguari, visando estimar a expansibilidade do concreto dessa estrutura e a reatividade de agregados provenientes da região. Para isto, foram analisados testemunhos extraídos da TA por meio de ensaios de expansão, análises químicas e microestruturais, e um concreto com traço reconstituído em laboratório, reproduzindo o traço utilizado na construção da TA, avaliando a resistência mecânica, a propriedade elástica e a permeabilidade. Realizouse um estudo em separado dos agregados coletados da região (enrocamento da barragem, pedreira comercial e testemunho de sondagem da rocha de fundação da TA) por se tratar de materiais que provavelmente têm a mesma procedência que o empregado na barragem. Foram realizadas análises químicas, usando técnicas como difração de raios X e infravermelho, bem como análises do potencial expansivo, por meio de barras de argamassa e prismas de concreto, conforme as normas NBR 15577-4 e NBR 15577-6, respectivamente. Este conjunto de informações constitui uma contribuição para que venha a ser feita uma avaliação da real situação da estrutura no tocante à RAA, estabelecendo parâmetros iniciais para estimar em qual estágio de expansão a estrutura se encontra. / Abstract: Ahead of some registered cases of anomalies appeared in concrete of different structures due to the deleterious reactions of the alkali-aggregate reaction (AAR) type, researchers of all over the world have studied this problem, to understand its mechanism and to characterize structures which were already affected. In the present work, a characterization of the concrete used in this dam and a study of residual expansion obtained from extracted cores was performed. The case study was the intake of Jaguari Hydra Power plant, because it presents cracks that are characteristic of alkali-aggregate reaction. Tests were made on the same core of Jaguari Hydra Power Plant and in concrete from laboratory, using a local aggregate in order to evaluate: the strength, the elastic property, the permeability and the expansibility; as well as, chemical and micro structural analysis. Another study was made with aggregate collected from the rockfill of the dam, because this aggregate probably has the same origin that the one which were used in the dam construction and collected from soundings of the foundation rock of intake structure of Jaguari Power plant. This study contemplated chemical analysis, using techniques such as X-ray diffraction and infra-red ray, as well as analysis of the expansive potential in mortar bars and concrete prisms, through method NBR 15577-4 e NBR 15577-6, respectively. All this information will be useful to establish initial parameters and estimate what is the stage of the structure expansion due to alkali-aggregate reaction. / Mestre