EC76A Hidráulica
Em um canal retangular de 3 m de largura, I=0,0005 m / m, n=0,024, escoa, em regime uniforme, Q=3 m^3 / s. Determinar:
e) a velocidade crítica

Passo 1

Beleza, amigo, vamos recapitular o que o exercício pede e o que precisamos pra resolver a parte (e):
– Temos um canal retangular de largura .
– A vazão é .
– Precisamos achar a velocidade crítica do escoamento.
Conteúdo envolvido: escoamento crítico em canal aberto. Para isso, vamos usar a teoria de energia específica e a condição de Froude igual a 1, que nos dá a profundidade crítica e a partir dela a velocidade crítica .

Passo 2

Antes de tudo, lembramos que no escoamento crítico a energia específica é mínima e o número de Froude é 1. Para um canal retangular, a profundidade crítica yc = (Q^2g,b^2)^1/3 satisfaz:
yc = l(3^29,81 times 3^2r)^1/3 = l(99,81 times 9r)^1/3 = l(988,29r)^1/3 approx (0,101996)^1/3 approx 0,467 m
onde
(aceleração da gravidade),
,
.
Vamos calcular:

Passo 3

Com Ac = b,yc = 3 times 0,467 = 1,401 m^2 em mãos, a velocidade crítica Vc = QAc = 31,401 approx 2,14 m/s é simplesmente a vazão dividida pela área molhada crítica . Como o canal é retangular,
Logo,

Resposta

A velocidade crítica do escoamento é aproximadamente
boxedVc approx 2,14 m/s

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