Um canal retangular de concreto com
, declividade de
e largura de
, funciona em regime uniforme com a profundidade de
a uma distância X de uma barragem de 1 m de altura. Determinar a) a vazão no canal; b) a profundidade crítica sobre a barragem; c) a energia sobre a barragem e a energia na distância X a montante da barragem onde ocorre a profundidade média (yn); d) a perda de carga na seção 2 dada por
; e) o regime de escoamento na seção 1 distante X da barragem; f) a distância
da barragem dada por
Passo 1
O enunciado trata de um canal retangular de largura
, coeficiente de Manning
e declividade do leito
. Sabemos que a uma distância
da barragem o escoamento está em regime uniforme com profundidade
. Vamos:
– usar a fórmula de Manning para achar a vazão ;
– calcular a profundidade crítica sobre a barragem;
– achar as energias específicas na crista (seção 2) e na seção do regime uniforme (seção 1);
– calcular a perda de carga unitária na seção 2 via
;
– determinar o regime de escoamento em secção 1 pelo número de Froude;
– e por fim achar a partir de
– usar a fórmula de Manning para achar a vazão
– calcular a profundidade crítica sobre a barragem;
– achar as energias específicas na crista (seção 2) e na seção do regime uniforme (seção 1);
– calcular a perda de carga unitária
– determinar o regime de escoamento em secção 1 pelo número de Froude;
– e por fim achar
Passo 2
Cálculo da vazão
no regime uniforme (
).
Área molhada
Área molhada
Perímetro molhado
logo raio hidráulico
Velocidade média pelo Manning
Passo 3
Cálculo da profundidade crítica
sobre a barragem (canal retangular):
Passo 4
Energia específica na crista (seção 2), onde
:
Energia específica
Energia específica na seção 1 (regime uniforme
):
Passo 5
Perda de carga unitária na seção 2:
raio hidráulico em 2:
raio hidráulico em 2:
Passo 6
Regime de escoamento na seção 1 pelo número de Froude:
logo é escoamento subcrítico (regime uniforme subcrítico).
Passo 7
Distância
da barragem:
(Arredondando,
.)
Resposta
a)
b)
c)
d)
e) escoamento subcrítico ( )
f)
b)
c)
d)
e) escoamento subcrítico (
f)