Em um canal trapezoidal de largura de fundo igual a
, taludes
,
(regime uniforme) e
. Determine:
-a) Altura crítica;
-b) Velocidade crítica;
-c) Energia específica crítica;
-d) Declividade crítica;
-a) Altura crítica;
-b) Velocidade crítica;
-c) Energia específica crítica;
-d) Declividade crítica;
Passo 1
O enunciado trata de um escoamento uniforme em canal trapezoidal com largura de fundo
, talude
(logo
), vazão
, rugosidade de Manning
e declividade do canal
. Precisamos determinar:
a) A altura crítica .
b) A velocidade crítica .
c) A energia específica no critério .
d) A declividade crítica (ou seja, a declividade que produziria escoamento uniforme exatamente em condição crítica).
Para isso vamos usar o conceito de número de Froude igual a 1 no ponto crítico e a fórmula de Manning para escoamento uniforme.
a) A altura crítica
b) A velocidade crítica
c) A energia específica no critério
d) A declividade crítica
Para isso vamos usar o conceito de número de Froude igual a 1 no ponto crítico e a fórmula de Manning para escoamento uniforme.
Passo 2
Para altura crítica usamos a condição
que, com
, fica
Num canal trapezoidal temos
onde
. Logo a equação a resolver é
Passo 3
Substituindo
,
e
e resolvendo numericamente por tentativas (ou método de Newton) obtemos
Passo 4
A velocidade crítica é
com
.
Logo
Logo
Passo 5
A energia específica crítica é
Passo 6
Para achar a declividade crítica
usamos a fórmula de Manning em condição uniforme, mas avaliando em
e perímetro molhado
:
onde
Substituindo
,
,
e
obtemos
Resposta
a)
b)
c)
d)
b)
c)
d)