Aula dia 31 10 Hidraulica

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Aula dia 31/10/2017
Continua Energia Específica
Emim = 3/2y ou y = 2/3 Emin que é uma linha reta.
Assim para um canal retangular de largura b, a velocidade correspondente a
Emin é:
 
Para Fr = 1,0 condição de escoamento críticos temos:
A profundidade para Emin denomina-se profundidade crítica yc.
Assim para um canal retangular de largura b
Da continuidade 
 
Para o ramo superior da curva, y > yc, logo Fr < 1,0 escoamento subcrítico.
Para o ramo inferior da curva, y < yc, logo Fr > 1,0 escoamento supercrítico.
Para canais não retangulares, a profundidade varia ao longo da largura da seção.
 Para FR = 1,0
 
 
A profundidade correspondente ao ponto C denomina-se profundidade crítica, sendo, portanto, aquela para qual o valor de é um mínimo.
Para canais retangulares de declividade constante e de 1 m de largura a profundidade crítica pode ser calculada 
Denomina-se critica a profundidade de água em um canal que corresponde ao valor mínimo de carga específica (Emin) quando se tem uma certa vazão.
Em outras palavras a profundidade crítica é aquela para a qual ocorre a maior vazão quando se tem uma carga específica estabelecida (Fr=1,0).
Velocidade Crítica
A vazão máxima em uma seção é alcançada quando a velocidade de água igualar a velocidade crítica, ode Vc é igual a velocidade de propagação de uma onda infinitamente pequena em um canal com profundidade média ymc.
Declividade crítica 
Sempre que a declividade de um canal ultrapassar a declividade crítica (Ic), a profundidade da água nesse canal será inferior a profundidade crítica e o movimento da água será torrencial.
____________________________________________________Área
Declividade do canal (fundo)
Raio Hidráulico
Coeficiente de rugosidade de Manning
Vazão
 A profundidade do escoamento, y, é a distância perpendicular do fundo até a superfície livre. (Altura do liquido)Y
A
 A área do escoamento é a seção transversal, A, perpendicular a direção do fluxo. (Y x b) base x altura.
P
 O perímetro molhado, P, é o comprimento da superfície sólida do canal em contato com o liquido.
b + 2.y
Rh
 O rádio hidráulico, Rh, é a área dividida pelo perímetro molhado = A/P.
 Diâmetro Hidráulico. Dh, para condutos não circulares é Dh=4A/P.Dh
Velocidade
Exercício – exemplo
Um canal de concreto mede 2m de largura e foi projetado para funcionar com uma profundidade útil de 1m. 
A declividade é 0,0005 m/m.
Determine a vazão e verificar as condições hidráulicas do escoamento.
1º Passo:
Separar os dados:
2º Passo 
Aplicar a fórmula de Chezy – Manning - para achar a vazão (m³/s)
3º Passo
Calcular os valores que faltam para aplicar na fórmula de Chezy
4º. Passo 
Calcular o C
5º Passo 
Calcular a velocidade (m/s)
6º. Passo 
Calcular o E (Energia) (m)
7º Passo 
Calcular o yc - Profundidade Crítica (m) 
8º. Passo 
Calcular o Vc - Velocidade crítica (m/s).
9º Passo 
Calcular o Ic - Declividade crítica (m/m)