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Hidráulica II – 6CIV039 Aula 09: Parâmetros críticos Prof. Caio Victor Lourenço Rodrigues 2014 Prof. Caio Rodrigues 2 1. Introdução; 2. Profundidade crítica; 3. Energia específica crítica; 4. Velocidade crítica; 5. Declividade crítica; 6. Alturas alternadas em canais retangulares; 7. Exercícios. Hidráulica II Hidráulica II Prof. Caio Rodrigues 3 1. Introdução Admitindo: • canal retangular; • α = 1. Vazão específica (q): q = Q/b Q = q.b V = Q/ (y.b) q = V.y Hidráulica II Prof. Caio Rodrigues 4 ۳ = ܡ + ܙ ࢟ dEdy = 1 − qଶgyଷ dEdy = 0 qଶgyଷ = 1 Hidráulica II Prof. Caio Rodrigues 5 ܡ܋ = ܙ / q = Q/bqଶgyଷ = 1 2. Profundidade crítica A profundidade crítica é função da vazão pela largura do canal. ܡ܋ = ۿ܊ / Hidráulica II Prof. Caio Rodrigues 6 ۳܋ = ܡ܋ 3. Energia específica crítica ۳ = ܡ + ܙ ࢟ Hidráulica II Prof. Caio Rodrigues 7 4. Velocidade crítica ۳ = ܡ + ܙ ࢟ ܄܋ = ܡ܋ Hidráulica II Prof. Caio Rodrigues 8 5. Declividade crítica ۷܋ = ܖ ܡ܋ ൗ Canal retangular largo: b >>> y Rh = y Hidráulica II Prof. Caio Rodrigues 9 • Aumento da declividade; • Aumento da velocidade; • Para manter vazão, redução da área molhada; • Sem modificação da largura, redução da lâmina da água; • Pode ultrapassar o crítico; • Lâmina menor que crítica, regime torrencial Hidráulica II Prof. Caio Rodrigues 10 Io < Ic V < Vc Subcrítico (fluvial) Fraca declividade Io > Ic V > Vc Supercrítico (torrencial) Forte declividade Hidráulica II Prof. Caio Rodrigues 11 Equações para canais retangulares largos; A variação da energia específica gera ondulações nos canais. Para canais retangulares não largos. ۷܋ = ࢍ࢟ࢉ ࢟ࢉ + ࢈࢟ࢉ࢈ ൗ Hidráulica II Prof. Caio Rodrigues 12 ܙ = ۳ܡ − ܡ ܙܕ܉ܠ = ૡૠ ۳ Hidráulica II Prof. Caio Rodrigues 13 6. Alturas alternadas em canais retangulares ۳ = ܡ + ܙ ࢟ ۳ = ܡ + ࢟ࢉ ࢟ Hidráulica II Prof. Caio Rodrigues 14 ۳ ܡ܋ = ܡ ܡ܋ + ܡ܋ ܡ = ܡ ܡ܋ ۳ = ܡ + ࢟ࢉ ࢟ ۳ ܡ܋ = ܡ ܡ܋ Hidráulica II Prof. Caio Rodrigues 15 Hidráulica II Prof. Caio Rodrigues 16 7. Exercício 01) Em um canal retangular de 3,0 m de largura, declividade de fundo Io=0,0005 m/m, coeficiente de rugosidade n=0,024, escoa, em regime uniforme, uma vazão de 3,0 m³/s. Determine a energia específica e o tipo de escoamento, e ainda, para a vazão dada, a altura crítica, a energia específica crítica e a velocidade crítica. Resposta: E = 1,38 m Fr = 0,20 (fluvial/subcrítico) yC = 0,47 m; Ec = 0,71 m; Vc = 2,15 m/s Hidráulica II Prof. Caio Rodrigues 17 02) Um canal retangular tem 1,20 m de largura. Quais são as duas profundidades nas quais é possível ter um escoamento de 3,5 m³/s de água, com uma energia específica de 2,86 m. Resposta: yc = 0,954m; y1 = 2,81 m (fluvial); y2 = 0,43 m (torrencial). Hidráulica II Prof. Caio Rodrigues 18 Até a próxima aula!
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