Um canal possui seção útil de 21 cm de largura por 35 cm de altura. Para uma vazão de
, a altura d’água no canal é de 8 cm . Determine:
- O tipo de escoamento no canal para aquela vazão;
- Qual o maior estreitamento pode ser realizado para que com a vazão de
não ocorra o extravasamento. Despreze as perdas de carga.
Fluvial
b2
b2
Passo 1
O enunciado descreve um canal retangular de largura útil
m e altura útil
m, no qual, para a vazão
L/s (
), a lâmina d’água é
m. Precisamos (
) identificar o tipo de escoamento através do número de Froude e (
) achar a menor largura
para que, mesmo com contração, a nova lâmina
não ultrapasse a altura de
m. Vamos usar continuidade e energia (Bernoulli para canais sem perdas).
Passo 2
Calcular velocidade média no trecho original e o número de Froude:
Primeiro, a área molhada
Primeiro, a área molhada
A velocidade
O número de Froude em canal retangular usa
, logo
Como
, o escoamento é subcrítico (escoamento fluvial).
Passo 3
Para não extravasar, a lâmina na região contraída não pode exceder
m. Aplicamos Bernoulli entre montante e a seção contraída, desprezando perdas:
com
. No caso limite de não extravasamento usamos
m. Substituindo os valores conhecidos e resolvendo para
, chega-se ao valor
Resposta
O escoamento é fluvial (subcrítico), com
.
O menor bordo livre para não haver extravasamento corresponde a
O menor bordo livre para não haver extravasamento corresponde a