Este trabalho representa a continuidade de estudos envolvendo a problemática dos escoamentos com superfície livre, contemplando a análise do fenômeno transiente em canais, a partir do modelo matemático unidimensional de Saint-Venant. Para tanto, é desenvolvido um modelo computacional em linguagem FORTRAN, capaz de avaliar o comportamento do escoamento não permanente. As equações hidrodinâmicas completas são discretizadas por um esquema completamente implícito de diferenças finitas e aplicadas no modelo computacional para a avaliação de dois casos. O modelo é previamente testado para um caso simples, cujos resultados são analisados viabilizando o modelo. No primeiro caso, o modelo é aplicado ao canal de alimentação da Usina Hidrelétrica Monjolinho em São Carlos-SP, para avaliar a necessidade de vertedouro quando se dá o fechamento brusco da turbina, e a ocorrência da entrada de ar na mesma quando da sua abertura repentina. No segundo caso, procurou-se avaliar o desenvolvimento do escoamento no Canal do Trabalhador, responsável pelo abastecimento da cidade de Fortaleza-CE. Com manobras de enchimento e esvaziamento do sistema, é possível determinar o tempo de antecedência de liga-desliga do sistema de recalque a partir das alturas dágua e velocidades de ocorrência, permitindo também a automação para as operações de controle. Em ambos os casos o modelo reproduziu resultados que ilustram com coerência os conceitos pré-estabelecidos, constituindo numa ferramenta útil para análise do fenômeno transiente nos escoamentos em condutos livres. / This work presents a computational model developed in FORTRAN language for the study of unsteady open-channel flows with the use of Saint-Venant one-dimensional equation. The discretization of hydrodynamic equations are presented in a completely implicit method of finite differences and applied in the model for the investigation of two cases, besides the one used previously to test the model. In the first case, the model is applied for a channel that supplies the Monjolinho hydroelectric plant in Sao Carlos SP, aiming to evaluate the need of a spillway when the turbine is closed and the flow abruptly stopped, as well as the occurrence of air entering the turbine when it is opened instantaneously. In the second case, the model simulates the development of the flow in the Trabalhador channel, responsible for the water supply in the city of Fortaleza - CE, in order to make possible the automation of operational control, based on data of flow velocity and water level. In both cases the model is presented as a useful tool for the analysis of unsteady open-channel flows, showing results and coherency with theory.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:usp.br/oai:teses.usp.br:tde-16022009-191816 |
| Date | 03 July 2003 |
| Creators | Venâncio, Stênio de Sousa |
| Contributors | Villela, Swami Marcondes |
| Publisher | Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP |
| Source Sets | Universidade de São Paulo |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | Dissertação de Mestrado |
| Format | application/pdf |
| Rights | Liberar o conteúdo para acesso público. |
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