Considerando que uma vazão de
escoa em um canal retangular com
de largura do topo e profundidade do escoamento é igual a
, determine:
O tipo de escoamento (Supercrítico ou subcrítico)
O tipo de escoamento (Supercrítico ou subcrítico)
Passo 1
Então, mano, o exercício diz que temos uma vazão de
fluindo num canal retangular com largura no topo de
e profundidade de
. Precisamos descobrir se o escoamento é supercrítico ou subcrítico.
Conteúdo: Mecânica dos fluidos—especificamente escoamento em canais abertos e número de Froude.
O que vamos usar:
Conteúdo: Mecânica dos fluidos—especificamente escoamento em canais abertos e número de Froude.
O que vamos usar:
- Equação da continuidade
para achar a velocidade - Definição de número de Froude
para classificar o escoamento
Passo 2
Primeiro, calcula a área da seção molhada
.
Em canal retangular,
Em canal retangular,
(Nesse passo a gente usa a fórmula da área de um retângulo.)
Passo 3
Agora, acha a velocidade média
com a continuidade
.
(A gente dividiu a vazão pela área.)
Passo 4
Em seguida, define a profundidade hidráulica
.
Para canal retangular, .
Na real, em retângulo a profundidade hidráulica é igual à profundidade do escoamento.
Para canal retangular,
Na real, em retângulo a profundidade hidráulica é igual à profundidade do escoamento.
Passo 5
Calcula o número de Froude:
onde
.
Passo 6
A regra é:
- Se
, escoamento subcrítico. - Se
, escoamento supercrítico.
Como o nosso
, é supercrítico.
Resposta
O escoamento é supercrítico.