Exercícios Resolvidos de Introdução ao escoamento em canais abertos

Ver Teoria

Enunciado

Um canal retangular tem 2 m de largura e contém água com 3 m de profundidade. Se a declividade for de 0,85° e o revestimento for de metal corrugado, calcule o valor da descarga para escoamento uniforme.

Passo 1

Vamos esquematizar a seção dessa canal para entendermos melhor o que está acontecendo:

Neste exercício, precisamos calcular a “desacarga” ou simplesmente a vazão do canal.

Vimos nessa teoria que a velocidade é

V = R h 2 / 3 S 0 1 / 2 n

Vamos então calcular o raio hidráulico R h , a declividade S 0 e a componente de atrito n do metal corrugado e então lembrar daquela fórmula clássica:

Q = V A

Passo 2

Vamos começar pelo mais chatinho que é calcular o raio hidráulico:

R h = A P m

Que é a área da seção sobre o perímetro molhado:

A = 2 × 3 = 6   m ²

P m = 3 + 3 + 2 = 8   m

Logo R h :

R h = 6 8 = 0,75   m

Passo 3

O atrito que vamos utilizar na fórmula da velocidade é o do metal corrugado, olhando aquela tabelinha que forneci na teoria, o número de Manning é de:

n = 0,022

E sabemos também que S 0 = tan ⁡ 0,85 °

Aplicando na fórmula da velocidade:

V = R h 2 / 3 S 0 1 / 2 n

V = 0,75 2 / 3 tan ⁡ 0,85 ° 1 / 2 0,022

V = 4,57   m / s

Multiplicando pela área temos a vazão Q

Q = V A

Q = 4,57 × 6

Q = 27,42   m ³ / s

Resposta

A descarga é de 27,42   m ³ / s .

Exercícios de Livros Relacionados

13-121 Água escoando em um canal largo a uma profundidade de escoamento de 45 cm e uma velocidade média de 8 m/s sofre um salto hidráulico. Determine a fração de energia mecânica do fluido dissipada d
13-116 Água escoa de modo uniforme a meia carga em um canal circular com 1,2 m de diâmetro assentado com uma inclinação de 0,004. Se a vazão da água for medida como 1,25 m³/s, determine o coeficiente
13-123 Repita o Problema 13-122 para uma velocidade de 2 m/s após o salto hidráulico.
Água escoa através de um canal retangular com 1,5 m de largura com um coeficiente de Manning de n = 0,012. Se a profundidade da água for 0,9 m e a inclinação do fundo do canalfor 0,6°, determine a tax
13-94 Considere o escoamento uniforme da água em um canal largo feito de concreto não polido assentado sobre uma inclinação de 0,0022. Agora a água escoa sobre uma saliência com15 cm de altura. Se o e