Para uma seção retangular, com largura de fundo de
, altura da lâmina líquida de
e velocidade de escoamento de
, determinar:
a) Tipo de regime; [fluvial]
b) Parâmetros críticos (
); [
]
c) Perfil hidráulico resultante de um estreitamento suave para uma largura de fundo de
.
a) Tipo de regime; [fluvial]
b) Parâmetros críticos (
c) Perfil hidráulico resultante de um estreitamento suave para uma largura de fundo de
Passo 1
O enunciado trata de escoamento em canal aberto de seção retangular de largura de fundo
, lâmina líquida
e velocidade
. Queremos: a) determinar o regime (número de Froude), b) encontrar os parâmetros críticos (
,
,
) e c) após um estreitamento suave para
, achar a nova lâmina
usando conservação de energia específica.
Passo 2
Calculamos o número de Froude para saber o regime. A definição é
Substituindo
,
e
,
logo é escoamento subcrítico, ou seja, regime fluvial.
Passo 3
Calculamos a vazão
e a descarga específica
:
Passo 4
Para canal retangular, a profundidade crítica
satisfaz
Logo
A energia específica crítica
é
A velocidade crítica
vem de
:
Passo 5
Calculamos a energia específica a montante
para usar na conservação de energia (não há perdas em estreitamento suave):
Passo 6
No trecho estreitado de largura
, a descarga específica é
A condição
impõe
Numericamente resolve-se
Resposta
a) Regime fluvial (subcrítico).
b) ;
;
.
c) Lâmina no estreitamento suave: .
b)
c) Lâmina no estreitamento suave: