Questão 02 - Determine as descargas de uma comporta retangular nas condições totalmente aberta e a meia seção, sabendo que sua dimensão totalmente aberta é de 0,6 m de largura, 1,0 m de altura e nível d’água à 1,0 m acima da sua borda superior. A comporta tem descarga livre, e seu coeficiente de descarga totalmente aberta é de 0,62 .

Passo 1

O enunciado trata do cálculo de vazão através de uma comporta retangular em condição de descarga livre (fluxo sob comporta, sem submersão). Vamos usar a fórmula de orifício contraído
Q = Cd,Araiz2,g,H
onde Cd é o coeficiente de descarga, A a área da abertura, g a aceleração da gravidade ( 9,81;m/s^2) e H a altura de carga medida entre o nível d’\água e o centroide da abertura.

Passo 2

Condição totalmente aberta:
– largura b=0,6;m, abertura a=1,0;m Rightarrow
A = b,a = 0,6times1,0 = 0,6;m^2
– nível d’\água 1,0;m acima da borda superior. Como a borda superior está a 1,0;m do fundo, o nível d’\água acima do fundo é
zw = 1,0 + 1,0 = 2,0;m
– centroide da abertura a 0,5;m do fundo Rightarrow
H = zw - 0,5 = 2,0 - 0,5 = 1,5;m

Passo 3

Aplicando
Qrm aberta = Cd,Araiz2,g,H = 0,62 times 0,6 times raiz2 times 9,81 times 1,5 approx 2,02;m^3/s

Passo 4

Condição meia seção (a =0,5 m):
A = 0,6times0,5 = 0,3;m^2.
– centroide a a/2=0,25;m do fundo Rightarrow
H = zw - 0,25 = 2,0 - 0,25 = 1,75;m

Passo 5

Aplicando
Qrm meia = 0,62 times 0,3 times raiz2 times 9,81 times 1,75 approx 1,09;m^3/s

Resposta

Qrm totalmente abertaapprox2,02;m^3/s Qrm meia seçãoapprox1,09;m^3/sçã

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