Em um canal retangular com largura de
e
ocorre movimento uniforme com profundidade de
. Determine a altura de uma elevação de fundo a ser feita no canal para que sobre ela ocorra altura crítica?
Passo 1
Resumo do enunciado: temos um canal retangular de largura
, rugosidade de Manning
, declividade do leito
e escoamento uniforme com profundidade
. Queremos colocar uma elevação de fundo de altura
de modo que, sobre ela, a profundidade passe a ser a profundidade crítica
.
Conteúdo da matéria:
Conteúdo da matéria:
- Escoamento uniforme (fórmula de Manning)
- Profundidade crítica em canal retangular
O que vamos precisar:
- Equação de Manning para achar a vazão
- Fórmula da profundidade crítica
para canal retangular - Diferença entre a profundidade uniforme e a crítica para achar
Passo 2
Vamos achar primeiro a vazão
que circula no canal em regime uniforme.
Teoria: em escoamento uniforme, a velocidade média é dada por
Teoria: em escoamento uniforme, a velocidade média é dada por
onde
Cálculo passo a passo:
A =
P =
R =
A =
P =
R =
Então a vazão é
Passo 3
Agora a profundidade crítica
.
Teoria: em canal retangular
Teoria: em canal retangular
onde
.
Substituindo:
Substituindo:
Passo 4
Para que sobre a elevação o fluxo fique crítico, a profundidade ali deve ser
. Como antes a profundidade era
, a elevação precisa “comer” a diferença:
Resposta
A altura da elevação de fundo deve ser aproximadamente
.