Em um canal retangular de 3 m de largura,
, escoa, em regime uniforme,
. Determinar:
a. a Energia Específica
b. o tipo de escoamento
c. a altura crítica para a vazão dada
d. a energia específica mínima
e. a velocidade crítica
a. a Energia Específica
b. o tipo de escoamento
c. a altura crítica para a vazão dada
d. a energia específica mínima
e. a velocidade crítica
Passo 1
O canal é retangular de largura
,m, declividade
, coeficiente de Manning
e vazão
,
/s. Vamos calcular a profundidade normal por Manning, a energia específica em regime uniforme, o número de Froude para identificar o tipo de escoamento, a profundidade crítica, a energia específica mínima e a velocidade crítica.
Passo 2
Para achar a profundidade normal
usamos a equação de Manning em regime uniforme:
onde
e
. Substituindo
,
,
e
, obtemos a equação em
:
Resolvendo por tentativa numérica chega-se a
Passo 3
A energia específica em
é
onde
,m/s e
,m/
. Logo,
Passo 4
O número de Froude vale
Como
, o escoamento é subcrítico.
Passo 5
A profundidade crítica
num canal retangular é
Substituindo
,
e
resulta
Passo 6
A energia específica mínima no canal retangular é
Passo 7
A velocidade crítica
pode ser obtida por
ou ainda
Resposta
a.
,m
b. Escoamento subcrítico
c. ,m
d. ,m
e. ,m/s
b. Escoamento subcrítico
c.
d.
e.