Os dados de projeto de canalização do Córrego Sai da Frente, na cidade de Valentia, são os seguintes:
, largura da base
. Calcule a velocidade média e a altura d’água no canal. Qual regime de escoamento nessas condições? Considere
.
Passo 1
Resumindo o enunciado: temos vazão
m³/s, declividade do canal
m/m, largura da base
m e talude
(isto é, canal retangular). O coeficiente de Manning é
. Vamos calcular a profundidade de projeto
, a velocidade média
em escoamento uniforme e, por fim, verificar se o escoamento é subcrítico ou supercrítico usando o número de Froude.
Passo 2
Como o canal é retangular (
), a área da seção molhada é
e o perímetro molhado é
Logo, o raio hidráulico é
Passo 3
Pela fórmula de Manning para escoamento uniforme, a velocidade média é
Numericamente,
então
Passo 4
Usando a continuidade
, obtemos
Resolvendo esta equação por tentativa:
- Para
m, o lado esquerdo é ≃ 0,89 (menor que 1,677). - Para
m, o lado esquerdo é ≃ 1,65 (ligeiramente abaixo de 1,677). - Para
m, o lado esquerdo fica ≃ 1,683, muito próximo de 1,677.
Assim, adota-sem.
Passo 5
Com
m, a área é
m² e a velocidade pela continuidade é
Passo 6
Para verificar o regime, calculamos o número de Froude
Como
, o escoamento é subcrítico (tranquilo).
Resposta
Profundidade
m
Velocidade média m/s
Regime: subcrítico (escoamento uniforme)
Velocidade média
Regime: subcrítico (escoamento uniforme)