Prática 01

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PRÁTICAS DE LABORATORIO – H.H.A. 
 
Prof. Orientador: _________________ Data da Prática: ____/____/_______ 
Componente(s) Matrícula Turma 
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PRÁTICA 01 
Determinação do coeficiente de rugosidade de Manning em canal aberto 
 
1. INTRODUÇÃO 
 
O escoamento em condutos livres é caracterizado por apresentar uma superfície livre 
na qual reina a pressão atmosférica. Estes escoamentos têm um grande número de 
aplicações práticas na engenharia, estando presentes em áreas como o saneamento, a 
drenagem urbana, irrigação, hidroeletricidade, navegação e conservação do meio ambiente. 
A seção transversal dos condutos livres pode assumir qualquer forma e a rugosidade 
das paredes internas tem grande variabilidade, podendo ser lisas ou irregulares, como a dos 
canais naturais. Além disto, a rugosidade das paredes pode variar com a profundidade do 
escoamento e, consequentemente, a seleção do coeficiente de atrito é cercada de maiores 
incertezas em relação à dos condutos forçados. 
O fator associado à rugosidade, mais utilizado em problemas práticos envolvendo 
escoamentos em conduto livre é o coeficiente de Manning. Este valor é afetado por uma 
série de elementos, como a rugosidade do perímetro molhado, irregularidades e 
alinhamento do canal, deposição de partículas sólidas, presença de obstruções e variações 
de temperatura. Determinar este fator significa estimar a resistência ao escoamento em 
dado canal. Esta não é uma tarefa tão simples, pois não existe um método exato de realizá-la 
(CHOW, 1959). 
 
2. OBJETIVO(S) DO ENSAIO 
 
Determinar o coeficiente de Manning (rugosidade) de um canal aberto com seção 
retangular, comparando-o ao exposto na literatura. 
 
3. METODOLOGIA E FUNDAMENTAÇÃO TÉORICA 
 
Inicialmente serão aferidas três medidas de controle, registrando a seção molhada do 
escoamento afim de, determinar o raio hidráulico para uma declividade fixa. Para cada uma 
das medidas, serão registradas três baterias de tempo em que o flutuador irá gastar para 
percorrer a seção de controle determinada e, então, calcular a velocidade de escoamento 
superficial, consequentemente a velocidade média e a rugosidade do canal. 
 
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O equacionamento, proposto por Manning, para a velocidade média de escoamento ao 
longo do canal vem da seguinte relação: 
 
 
 
 
Onde, V = velocidade média (m/s); 
 Rh = raio hidráulico (m); 
 I = declividade do canal (m/m); 
 n = rugosidade de Manning. 
 
Deve-se especificar, por medidas teóricas, que a velocidade média (V) equivale de 80 a 90% 
da velocidade superficial (VSUP): 
 
Tomando-se as três baterias para cada medida realizada, a velocidade média é dada por: 
 
 
 
( ) 
Então, determina-se o coeficiente de Manning médio: 
 
 
 
( ) 
Segundo a HEC-RAS Hydraulic Reference Manual (2005), para o referido canal (vidro acrílico 
cristal) o coeficiente de Manning esperado é n = 0,009, podendo variar em torno dessa faixa 
média. 
 
4. RESULTADOS E DISCUSSÃO 
 
A Tabela seguinte deverá ser preenchida de acordo com parâmetros geométricos e 
hidráulicos, baseados em dados experimentais. 
 
Tabela 1 – Controle de Medidas (parâmetros hidráulicos e geométricos) 
Medida 
Seção (m2) 
I (m/m) ΔX (m) Δt (s) VSUP (m/s) V (m/s) n 
b h 
1 
 
 
 
 
 
 
 
2 
 
 
 
 
 
 
 
3 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
b = largura da base do canal; h = altura média da lâmina líquida; ΔX = comprimento da seção de 
controle; Δt = tempo que o flutuador leva para percorrer a seção de controle. 
 
 
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Descrever suas análises a cerca dos resultados alcançados. 
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5. CONSIDERAÇÕES FINAIS 
 
Descrever, suscintamente, suas considerações acerca do tema proposto à Prática realizada, 
conforme análises críticas dos resultados alcançados, limitações e aprendizados. 
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Memorial de Cálculo