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Estática dos Fluidos (extra)

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i – declividade do canal (m/m); 
n – coeficiente de manning 
 
Tabela - Coeficiente de Manning. 
Conservação Natureza da parede 
Excelente Bom Regular Ruim 
Canal revestido com concreto 0,012 0,014 0,016 0,018 
Canal não revestido escavado em terra, reto e uniforme 0,017 0,020 0,023 0,025 
Geanini Peres (1996) 
 
 
Exemplo: Determinar a velocidade de escoamento e a vazão de um canal trapezoidal com as 
seguintes características: inclinação do talude – 1:1,5; declividade do canal 0,00067 m/m, 
largura do fundo = 3,5 m e profundidade de escoamento = 1,2 m. Considera um canal com 
paredes de terra, reto e uniforme. 
 
Resolução: 
 
 
( ) 2m36,62,1x5,15,3.2,1A =+= 
m83,75,112,1x25,3P 2 =++= 
m81,0
83,7
36,6
P
A
R === 
 
Canal de terra, reto e uniforme: n = 0,02 
 
2/13/2 i.R.
n
1
AQ = 
 
s/m15,700067,0.81,0.
02,0
1
.36,6Q 32/13/2 == 
 
s/m13,1
36,6
15,7
A
Q
V === 
 
 
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Exercício: Determinar a declividade “i” que deve ser dada a um canal retangular para atender as 
seguintes condições de projeto: Q = 2 m3/s; h = 0,8 m; b = 2 m e paredes revestidas com concreto 
em bom estado (n = 0,014). 
Resposta: i = 0,0009 m/m 
 
 
Exercício: Um canal de irrigação, escavado em terra com seção trapezoidal, apresenta-se reto, 
uniforme e com paredes em bom estado de acabamento (n=0,02). Determinar a profundidade de 
escoamento (h), considerando-se as seguintes condições de projeto: Q = 6,5m3/s; largura do 
fundo (b) = 4 m; inclinação do talude = 1:1,5; e declividade = 0,00065 m/m. 
Resposta: 1,083 m 
5,0
3/2
2
2
2 i.
m1h2b
m.hh.b
.
n
1
.m.hh.bQ








++
+
+= 
 
 
- Fórmula de Manning para condutos circulares parcialmente cheios 
 
 A fórmula de Manning também é bastante utilizada para o dimensionamento de drenos e 
bueiros. Neste caso utiliza-se a equação abaixo: 
 
375,0
2/1i.k
n.Q
D 




= 
 
Tabela - Valores de K. 
 
h/D 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 0,95 1,0 
K 0,156 0,209 0,260 0,304 0,331 0,334 0,311 
 
 
 
 
Exercício: Dimensionar dreno subterrâneo, supondo Q = 0,73L/s, i = 0,002 m/m, tubo de PVC 
corrugado – n = 0,016 e h/D = 0,6. 
Resposta: 81,5 mm, diâmetro comercial mais próximo = 4” 
 
 
6.5 VELOCIDADE DE ESCOAMENTO EM CANAIS 
 
 O custo de um canal é diretamente proporcional as suas dimensões e será tanto menor 
quanto maior for a velocidade de escoamento. 
 A utilização de velocidades altas está limitada pela capacidade das paredes do canal 
resistirem a erosão. Por outro lado, velocidades baixas implicam em canais de grandes dimensões e 
assoreamento pela deposição do material suspenso na água. 
h 
D 
 
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Tabela - Velocidade limites. 
 
Tipo de canal Velocidade mínima (m/s) 
Areia muito fina 0,20 - 0,30 
Terreno arenoso comum 0,60 – 0,80 
Terreno argiloso 0,80 – 1,20 
Concreto 4,00 – 10,0 
 Fonte: Silvestre 
 
 
6.6 DECLIVIDADES RECOMENDADAS PARA CANAIS 
 
 Quanto maior a declividade do canal maior será a velocidade de escoamento, o que pode 
provocar erosão dos canais. As declividades recomendadas seguem na tabela abaixo. 
 
 
Tipo de canal Declividade (m/m) 
Canal de irrigação pequeno 0,0006 – 0,0008 
Canal de irrigação grande 0,0002 – 0,0005 
 
6.7 INCLINAÇÕES RECCOMENDADAS PARA OS TALUDES DOS CANAIS 
 
 A inclinação dos taludes depende principalmente da natureza das paredes 
 
 
Natureza das paredes m 
Canais em terra sem revestimento 2,5 – 5 
Terra compacta sem revestimento 1,5 
Concreto 0 
 Fonte: Silvestre 
 
 
6.8 BORDA LIVRE PARA CANAIS 
 
 A borda de um canal corresponde à distância vertical entre o nível máximo de água no canal 
e o seu topo. Esta distância deve ser suficiente para acomodar as ondas e as oscilações verificadas 
na superfície da água, evitando o seu transbordamento. 
 Por medida de segurança recomenda-se uma folga de 20 – 30% ou 30 cm para pequenos 
canais e 60 a 120 cm para grandes canais. 
 
 
 
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B 
Borda 
 
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UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DA AMAZÔNIA 
ICA 
 
 
 
 
DISCIPLINA: HIDRÁULICA 
 
 
 
RESUMO DAS AULAS – CAPÍTULO 7 
 
FONTE: PERES, J.G. HIDRÁULICA AGRÍCOLA. UFSCAR, 1996, 182 P. 
 
HIDROMETRIA 
 
 
 
 
 
 
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7 HIDROMETRIA 
 
Definição: Medição de vazão 
� O planejamento e o manejo adequado dos recursos hídricos implicam no conhecimento dos 
volumes e vazões utilizados nos seus diferentes usos múltiplos; 
� Sistemas de irrigação bem planejados e operados são dotados de estruturas para medição de 
vazão, desde as mais simples, como vertedores, até comportas automatizadas. 
 
 
Figura – Canais. 
 
 
7.1 MEDIÇÃO DE VAZÃO EM CANAIS 
 
7.1.1 Método direto 
 
 Neste método mede-se o tempo gasto para encher um recipiente de volume conhecido. A 
vazão é determinada dividindo-se o volume do recipiente pelo tempo requerido para o seu 
enchimento. 
 Recomenda-se que o tempo mínimo para o enchimento do recipiente seja de 20 segundos. 
Este processo aplica-se a pequenas vazões, como as que ocorrem em riachos e canais de pequeno 
porte. Na irrigação este método é utilizado para medir a vazão em sulcos, aspersores e gotejadores. 
 
 
7.1.2 Método da velocidade 
 
 Este método envolve a determinação da velocidade e da seção transversal do canal cuja 
vazão se quer medir. 
 
Q = A . V 
 
Em que: 
Q – vazão; 
A – área da seção do canal; 
V – velocidade da água no canal. 
 
a) Determinação da seção de escoamento 
 
 Em canais de grande porte e que apresentam seção irregular, rios por exemplo, a seção de 
fluxo é obtida dividindo-se a seção transversal em segmentos. A área de cada segmento é obtida 
multiplicando-se sua largura pela profundidade média da seção. A soma das áreas fornece a área 
total da seção de escoamento. 
 
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Figura – Determinação da seção do rio. 
 
b) Determinação da velocidade de escoamento 
 
 A determinação da velocidade média de escoamento é dificultosa, uma vez que ocorrem 
variações significativas na sua intensidade dentro da seção de escoamento. 
 O método do flutuador é utilizado para medir a velocidade de escoamento quando não se 
necessita de grande precisão. Quando houver esta necessidade, a velocidade é medida através de 
molinetes. 
 
b.1) Método do flutuador 
 
 Este método se aplica a trechos retilíneos de canal e que tenham seção transversal uniforme. 
As medidas devem ser feitas em dias sem vento, de forma a se evitar sua influência no 
caminhamento do flutuador.Para facilitar a medida, devem ser esticados fios no início no meio e no 
final do trecho onde se pretende medir a velocidade. O flutuador deve ser solto à montante, a uma 
distância suficiente para adquirir a velocidade da corrente, antes dele cruzar a seção inicial do 
trecho de teste. Com a distância percorrida e o tempo, determina-se a velocidade média do flutuador 
através da fórmula: 
 
V = Espaço / Tempo 
 
 
Figura – Método do flutuador (São Benedito – CE). 
 
 Como existe uma variação vertical da velocidade da água no canal, utiliza-se a tabela a 
seguir para determinar a velocidade média da água em todo o perfil (Vmédia = Vflutuador x K). 
 
 
Prof. Dr. Rodrigo