Um canal retangular tem
de largura, coeficiente de Manning igual a
transporta
de água em movimento uniforme. A declividade do fundo é igual a 104. Pede-se:
a.
de Froude do escoamento e determine se o regime é fluvial ou torrencial.
b. A energia específica do escoamento.
c. A profundidade recíproca do movimento uniforme.
d. A profundidade crítica.
e. Que profundidade deveria ter o canal para que a mesma vazão ocorresse na profundidade crítica?
Resp: Fr=0,21; E=1,214 m; h=0,187 m; hcr=0,416; lc=1,96 m/km
a.
b. A energia específica do escoamento.
c. A profundidade recíproca do movimento uniforme.
d. A profundidade crítica.
e. Que profundidade deveria ter o canal para que a mesma vazão ocorresse na profundidade crítica?
Resp: Fr=0,21; E=1,214 m; h=0,187 m; hcr=0,416; lc=1,96 m/km
Passo 1
O enunciado dá um canal retangular de largura
, coeficiente de Manning
, declividade do fundo
e vazão
. Pede-se o número de Froude e regime, a energia específica, a profundidade normal de escoamento uniforme, a profundidade crítica e qual profundidade teria o canal para que o mesmo
ocorresse em regime crítico. Usaremos a equação de Manning, definição do número de Froude, energia específica e fórmula da profundidade crítica em canal retangular.
Passo 2
Aplicamos a equação de Manning para determinar a profundidade normal
do escoamento uniforme. A equação é
onde
Substituindo
,
,
e
, obtemos uma equação implícita em
.
Passo 3
Resolvem‐se esse tipo de equação por tentativa ou Newton–Raphson. O valor convergente é
Passo 4
A velocidade média vale
O número de Froude é
Como
, o escoamento é fluvial (subcrítico).
Passo 5
A energia específica
é
Passo 6
A profundidade crítica em canal retangular satisfaz
Passo 7
Para que a mesma vazão ocorra em profundidade crítica, basta adotar
.
Resposta
(a)
(escoamento fluvial)
(b)
(c)
(d)
(e)
(b)
(c)
(d)
(e)