Salvamento de AutoRecuperação de Relatório MCC Individual 3.asd

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UNIVERSIDADE PAULISTA - UNIP
ÍVINA AUGUSTO RIBEIRO C6535H-5 EC6R12
RELATÓRIO DE AULA PRÁTICA DE HIDRÁULICA E HIDROLOGIA
 
ENSAIO FÍSICO EM CANAL EXPERIMENTAL
Determinação do coeficiente de Manning em canal experimental
CAMPINAS
2017
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 tran sversal do s condut os livres pode assumir qualquer forma e a rugosidade 
das paredes internas t em gran de variabil idade, po dendo ser lisas ou irregulares, como a dos 
canais naturais. Além disto, a rugosidade das paredes pode variar com a profu ndidade do 
escoamento e, consequen temente, a seleção do coeficiente de atrito é cercada d e 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 coef iciente de Manning. Est e valor é afet ado por uma 
série de elementos, como a rugosidade do perímetro molhado, irregularidades e 
alinhamento do canal, dep osição d e 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 t arefa tão simples, pois não existe um método exato de realizá- la 
(CHOW, 1959).
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 tran sversal do s condut os livres pode assumir qualquer forma e a rugosidade 
das paredes internas t em gran de variabil idade, po dendo ser lisas ou irregulares, como a dos 
canais naturais. Além disto, a rugosidade das paredes pode variar com a profu ndidade do 
escoamento e, consequen temente, a seleção do coeficiente de atrito é cercada d e 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 coef iciente de Manning. Est e valor é afet ado por uma 
série de elementos, como a rugosidade do perímetro molhado, irregularidades e 
alinhamento do canal, dep osição d e 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 t arefa tão simples, pois não existe um método exato de realizá- la 
(CHOW, 1959).
INTRODUÇÃO
	O escoamento em um canal é caracterizado por apresentar uma superfície livre onde atua a pressão atmosférica. Estes escoamentos têm um grande número de utilizações práticas, presentes no saneamento, na drenagem urbana, irrigação, hidroeletricidade, navegação e conservação do meio ambiente.
 As seções transversais dos canais podem assumir qualquer forma e a rugosidade das paredes internas tem grande variabilidade, podendo ser lisas ou irregulares. O agente 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 do canal. 
1 OBJETIVO
	Este trabalho refere-se ao estudo sobre o coeficiente de Manning de um canal experimental localizado no laboratório de Hidráulica da Universidade Paulista, Campinas – Swift. O experimento consisti em determinar o coeficiente de rugosidade de Manning, através de testes realizados em laboratório para coleta dos parâmetros hidráulicos e geométricos necessário para o cálculo do experimento.
2 PROCEDIMENTO
2.1 Equipamentos utilizados
Para a realização do procedimento, foram utilizados os seguintes equipamentos:
Bomba;
Canal artificial de acrílico;
Escalímetro;
Tubos;
Cronômetro;
2.2 Materiais utilizados
Flutuador;
Água;
2.3 Procedimento experimental
Inicialmente serão aferidas três medidas de controle, registrando a seção molhada do 
escoamento afim de, determinar o raio hidráulico para uma d eclividade fixa. Para cada uma 
das medidas, serão registradas três baterias de tempo em que o flutuador i rá 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.
Inicialmente serão aferidas três medidas de controle, registrando a seção molhada do 
escoamento afim de, determinar o raio hidráulico para uma d eclividade fixa. Para cada uma 
das medidas, serão registradas três baterias de tempo em que o flutuador i rá 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.
Iniciou-se o experimento determinando a elevação (H) e o espaço a ser estudado do canal (x), para o cálculo da declividade (I). 
Após a estabilidade da vazão do canal, foram retiradas as medidas de seção molhada do escoamento afim de determinar o raio hidráulico da declividade determinada.	O dimensionamento de uma seção retangular é o mais simples, suas variáveis geométricas são apenas a largura do canal e a profundidade da lâmina d’água. Desta forma sua área molhada (Am), perímetro molhado (Pm) e raio hidráulico (Rh) são respectivamente:
Registou-se três medidas de controle de tempo com um flutuador percorrendo a seção de escoamento e, só então pôde-se calcular a velocidade média e a rugosidade do canal.
O equacionamento, proposto por Manning, para a velocidade média de escoamento ao longo do canal nos permite saber o coeficiente de rugosidade através 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 medidas de controle:
3 RESULTADO
 
	A tabela abaixo mostra as informações extraídas da prática experimental e os valores dos parâmetros geométricos e hidráulicos calculados com base nos dados do experimento.
TABELA 1 – Trecho 1
	Medidas
	Seção (m²)
	I (m/m)
	x (m)
	t (s)
	Vsup (m/s)
	V (m/s)
	n
	
	b
	h
	
	
	
	
	
	
	Trecho 1
	0,1
	0,129
	0,0073
	0,73
	22,24
	0,028
	0,028
	0,36
	
	
	
	
	
	22,76
	0,027
	
	
	
	
	
	
	
	21,3
	0,029
	
	
FONTE: Próprio Autor, 2017
	Onde, b = largura da base do canal
	 h = altura da lâmina líquida
	 I = declividade do canal
	 x = comprimento da seção estudada
	 t = tempo que o flutuador leva para percorrer o trecho
 
Tem-se figura 1 e a figura 2 para melhor analisar-se o Trecho estudado.
FIGURA 1 - Trecho 1
FONTE: Próprio Autor,2017
FIGURA 1 – Corte trecho 1
FONTE: Próprio Autor, 2017