Calcular a vazão de um canal retangular com as seguintes características:
- largura do fundo
metros,
- altura da lâmina normal
metros,
- declividade
metros por mil metros
-
material
madeira
.
Passo 1
Beleza, vamos calcular a vazão de um canal retangular. Para isso, vamos usar a fórmula de Manning, que é bastante usada em hidráulica para determinar o fluxo de água em canais. Precisamos conhecer:
- A largura do fundo do canal,
- A altura da lâmina de água,
- A declividade do canal,
- E o coeficiente de rugosidade do material do canal.
Passo 2
Primeiro, vamos identificar os valores que temos:
- Largura do fundo (b): 1,5 metros
- Altura da lâmina (y): 0,80 metros
- Declividade (i): 0,3 metros por mil metros (ou seja, 0,0003)
- Coeficiente de rugosidade (n): 0,014
Passo 3
A área da seção transversal (A) do fluxo é calculada multiplicando a largura pela altura da lâmina:
Passo 4
Agora, calculamos o perímetro molhado §, que é a soma da largura do fundo com duas vezes a altura da lâmina:
Passo 5
Com a área e o perímetro, podemos encontrar o raio hidráulico ®, que é a razão entre a área e o perímetro molhado:
Passo 6
Agora, vamos aplicar a fórmula de Manning para encontrar a vazão (Q):
Onde:
- $ S $ é a declividade, que nesse caso é igual a $ i $.
Substituindo os valores:
Passo 7
Calculando passo a passo:
Primeiro, $ R^{2/3} $:
Segundo, $ S^{1/2} $:
Agora, multiplicando tudo:
Resposta
A vazão do canal retangular é aproximadamente 0,76 metros cúbicos por segundo.