Lista 4 - OH2 Escoamento Gradualmente variado

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LISTA 4 – ESCOAMENTO GRADUALMENTE VARIADO 
 
13.3 - Em um canal retangular de largura de fundo igual a 1,0 m e vazão de 4,10 m³/s, a altura normal 
para essa vazão é de 0,80 m. Admitindo escoamento uniforme, determine: 
a) O tipo de regime e a energia específica para a vazão dada 
b) Se em uma determinada seção for colocada no fundo do canal uma estrutura curta (degrau) de 
0,5 m de altura, desprezando a perda de carga, verifique se o escoamento a montante do degrau foi 
modificado. Justifique. Se houver modificação, determine a altura d’água imediatamente a 
montante do degrau. 
c) Na hipótese do aparecimento de um eventual ressalto hidráulico a montante do degrau, calcule 
as alturas conjugadas e o tipo de curva que se estabelece entre o ressalto e o degrau. 
 
R: a) Torrencial; E=2,14 mca; b) foi modificado; y=2,09 m; 
c) Ressalto com y1=0,80 m e y2=1,71 m; Curva S1. 
 
13.4 - Um canal retangular de 1,5 m de largura transporta, em regime permanente e uniforme, uma 
certa vazão com altura d’água igual a 0,4 m e número de Froude igual a 0,71 m. EM uma determinada 
seção existe um bueiro de concreto, com entrada em aresta viva, descarregando livremente, de 0,60 
m de diâmetro e 3,0 m de comprimento. Sendo a rugosidade do canal n=0,018, determine: 
a) A vazão transportada 
b) A declividade de fundo 
c) A altura d’água imediatamente antes do bueiro 
d) As alturas conjugadas de um eventual ressalto (justifique a ocorrência ou não) 
e) O perfil da linha d’água, indicando os tipos de curva de remanso, os níveis normal e crítico. 
 
R: a) Q=0,84 m³/s; b) I0=0,0038 m/m; c) y=1,0 m; d) Não 
há ressalto hidráulico; e) Curva M1 de y0=0,40 m até y=1,0 m 
 
13.5 – Em um canal retangular, bastante longo, com declividade de fundo I0=2 m/km, rugosidade 
n=0,015 e largura de 3,0 m, existe uma comporta plana vertical de igual largura, cuja carga a montante 
é H=1,8 m e abertura de fundo b=0,3 m. Suficientemente afastado da comporta instalou-se um 
vertedor retangular de parede fina com duas contrações laterais, largura da soleira igual L=2,80 m e 
altura p=0,40 m. Verifique a possibilidade da ocorrência de um ressalto hidráulico. Se houver, calcule 
as alturas conjugadas e trace o perfil d’água entre a comporta e o vertedor, indicando claramente os 
tipos de curvas de remanso que ocorrem, os níveis normais e crítico e a altura d’água imediatamente 
a montante do vertedor. 
 
R: Há ressalto; y1=0,357 m; y2=y0=0,585 m; perfil➔Curva M3, 
ressalto, curva M1 de y0=0,585 m até y=1,12 m 
 
13.6 – Um canal retangular, suficientemente longo, de 1,0 m de largura, I0=0,001 m/m. n=0,015, 
transporta em regime permanente e uniforme uma certa vazão, com uma altura d’água igual a 0,5 m. 
Em uma determinada seção necessita-se de um altura d’água igual a 0,8 m e para isso instalou-se um 
vertedor retangular de parede delgada, com largura igual à largura do canal. Determine:] 
a) A vazão transportada 
b) A altura p da soleira do vertedor 
c) O tipo de curva de remanso que ocorre a montante do vertedor. Justifique. 
 
R: a) Q=0,42 m³/s; b) p=0,43 m; c) Curva M1 
 
 
 
13.7 – Um reservatório é controlado por uma comporta por uma comporta plana e vertical, com 
abertura de fundo igual a 0,4 m e carga a montante igual a 3,28 m. A água é descarregada em um 
trecho de canal com declividade de fundo I0=0,01 m/m e coeficiente de rugosidade de Manning 
n=0,020. Este primeiro trecho é seguido por outro no qual a altura d’água normal é y02=1,0 m. 
Considerando o canal bastante largo e os trechos 1 e 2 suficientemente longos para permitir ocorrência 
do regime uniforme, determine: 
a) A vazão unitária 
b) A profundidade normal do trecho 1 
c) Os tipos de regime nos dois trechos 
d) A linha d’água desde a comporta até a altura normal do trecho 2, indicando claramente as 
curvas de remanso existentes e calculando as alturas conjugadas de um eventual ressalto. 
 
R: a) q=1,80 m³/(s.m); b) y01=0,54 m; c) Trecho 1: torrencial; trecho 2: fluvial; 
d) Curva S3; ressalto com y1=0,54 m e y2=0,869 m; Curva S1 até y02=1,0 m 
 
13.8 – Um longo canal retangular de 0,5 m de largura, n=0,018, I0=0,0047 m/m transporta uma certa 
vazão. Colocando-se no canal um vertedor retangular de parede espessa de 0,10 m de altura, a altura 
d’água imediatamente antes do vertedor passou a ser y=0,25 m e após o vertedor formou-se um 
ressalto. Determinar: 
a) A vazão no canal 
b) As alturas conjugadas do ressalto 
c) O tipo de curva a montante do vertedor 
 
R: a) Q=0,055 m³/s; b) ressalto com y1=0,077 m e y2=y0=0,143 m; c) Curva M1 
de y0=0,143 m e até y=0,25 m