Aula14_regime_critico

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Aula 14:
Regime crítico
Profa Luciana Peixoto Amaral
CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA DE MINAS GERAIS
DEPARTAMENTO DE CIÊNCIA E TECNOLOGIA AMBIENTAL
DISCIPLINAS: HIDRÁULICA II
• Os conceitos de energia específica e regime
crítico são utilizados para analisar o
comportamento da linha d´água, devido à
presença de uma transição curta como redução
da largura, elevação do fundo ou a combinação
dos dois efeitos.
Caracterização do 
escoamento crítico
Equação Característica do Escoamento Crítico
1
.

hyg
U
Fr Assim: hygU .
Como:
A
Q
U 
Fica:
hyg
A
Q
.
Logo:
hyg
A
Q
.
2
2

Como:
B
A
yh 
Fica:
B
A
g
A
Q

2
2
Então: 32 .. AgBQ 
Ocorrência de regime 
crítico: controle 
hidráulico
Conceito de seção de controle
Seção de Controle
Quando, em um canal, o regime de escoamento muda de
supercrítico para subcrítico, ou vice-versa, a profundidade passa,
necessariamente, pelo valor crítico.
As seções em que se verifica a mudança de regime recebem o
nome de seções de controle.
Ex: Entrada de canais de grande declividade
Degrau
Seção de Controle
Desde que sejam conhecidas as dimensões da seção de controle,
pode-se obter a vazão do canal utilizando a equação característica do
escoamento crítico, vista anteriormente.
Ressalto Hidráulico
Ressalto Hidráulico em comportas
Condição crítica  limite entre os 
regimes fluvial e torrencial
Assim, quando há mudança de regime, y tem 
que passar por yc
Há diversas situações onde isto ocorre:
Passagem subcrítico  supercrítico
I < Ic
I > Ic
mudança de 
declividade
Esc. junto à crista 
de vertedores
Passagem supercrítico  subcrítico
I < Ic
I > Ic
canal com mudança 
de declividade
Saídas de comporta
- Exercício 10.5 (PORTO, p. 328) -
Seja um canal retangular com largura igual a 1,0 m no qual há, em uma
determinada seção, uma mudança de declividade de fundo e o coeficiente de
rugosidade de Manning, vale 0,010. As profundidades normais do
escoamento, a montante e a jusante do ponto de mudança de declividade,
valem, respectivamente, 0,40m e 0,20m. A declividade de fundo a montante
da seção de mudança vale 0,005 m/m. Verifique se há mudança do tipo de
escoamento nos dois trechos. Justifique.
y1
= 0,005 m/m
Exercício 10.26 (PORTO, p. 332) -
Transições
Escoamento sob degrau
Transições Verticais
Supondo canais retangulares largos e desprezando-
se a perda de carga.
z é variável
b é constante
q é constante
మ
(a = 1)
మ
మ = z + E 
E ொమ
ଶ௚஺మ
మ
య
మ
య
మ
య
ଶ ଶ
ଷ
మ
೓
ௗா
ௗ௬
ଶ
Transições Verticais
ௗா
ௗ௬
ଶ
Transições Verticais
 
dx
dz
dx
dy
Fr 12
  010 2 
dx
dy
Fr
dx
dz
Para Elevação do 
fundo do canal
- Se Fr<1 0
dx
dy
Profundidade do escoamento diminui
- Se Fr>1 0
dx
dy
Profundidade do escoamento aumenta
Elevação da cota do fundo do canal
Transições Verticais
 
dx
dz
dx
dy
Fr 12
  010 2 
dx
dy
Fr
dx
dz
Para Rebaixamento do 
fundo do canal
- Se Fr<1 0
dx
dy
Profundidade do escoamento aumenta
- Se Fr>1 0
dx
dy
Profundidade do escoamento diminui
Rebaixamento da cota do fundo do canal