(Exercício 7.2 do Livro RMP) Em um canal retangular de seção trapezoidal de declividade constante, com largura de fundo igual a
, inclinação dos taludes
, a altura d’água é igual a
e a velocidade média,
. Verifique a influência das forças viscosa e de gravidade avaliando os regimes do escoamento através da determinação dos números de Reynolds e Froude. Viscosidade cinemática da água
. [ Rey=375.000,00; Fr=0,365; Regime Turbulento e Fluvial ]
Passo 1
O enunciado dá um canal trapezoidal com largura de fundo
m, inclinação dos taludes
(isto é,
), profundidade de água
m e velocidade média
m/s. Pede-se avaliar o regime do escoamento usando os números de Reynolds (forças viscosas versus inerciais) e Froude (forças gravitacionais versus inerciais). Para isso vamos precisar da área da seção, do perímetro molhado, do raio hidráulico
e da profundidade hidráulica
.
Passo 2
Calcular as grandezas geométricas:
a) Largura superior
b) Área da seção molhada
c) Perímetro molhado
d) Raio hidráulico
e) Profundidade hidráulica
Passo 3
Número de Reynolds.
Definição em canal aberto:
Definição em canal aberto:
onde
/s. Logo,
Como
, o escoamento é turbulento.
Passo 4
Número de Froude.
Definição em canal aberto:
Definição em canal aberto:
com
m/
. Assim,
Como
, o escoamento é fluvial (subcrítico).