Conteúdo 17 Revisão de Escoamento em canais

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Escoamento em canais e rios
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Tipos de escoamento
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Variável no tempo e no espaço
Se não variar no tempo = permanente
Se não variar no espaço = uniforme
Escoamento em rios e canais
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Escoamento em rios e canais
onde u é a velocidade média da água em m.s-1; Rh é o raio hidráulico da seção transversal (descrito a seguir); S é a declividade (metros por metro, ou adimensional); e n é um coeficiente empírico, denominado coeficiente de Manning.
	A velocidade média de escoamento permanente uniforme em um canal aberto com declividade constante do fundo e da linha da água pode ser estimada a partir de equações relativamente simples, como as de Chezy e de Manning. A equação de Manning relaciona a velocidade média da água em um canal com o nível da água neste canal e a declividade.
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Raio Hidráulico
	Denomina-se perímetro molhado a soma dos segmentos da secção transversal em que a água tem contato com as paredes, 
se a seção for retangular o perímetro molhado é:
onde P é o perímetro molhado (m); B é a largura do canal (m); e y é a profundidade ou nível da água (m).
	O raio hidráulico é a relação entre a área de escoamento e o perímetro molhado, ou seja:
onde A é área (B.y) e P o perímetro molhado.
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	A vazão em um canal pode ser calculada pelo produto da velocidade média vezes a área de escoamento, ou seja:
Vazão
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	Qual é a vazão que escoa em regime permanente e uniforme por um canal de seção transversal trapezoidal com base B= 5 m e profundidade y= 2 m, considerando a declividade de 25 cm por km? Considere que a parede lateral do canal tem uma inclinação dada por m= 2, e que o canal não é revestido mas está com boa manutenção.
Exemplo
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	Portanto A= 18 m2 e P= 13,9 m. O raio hidráulico é Rb= 1,3 m. A declividade de 25 cm por km corresponde a S= 0,00025 m.m-1, o coeficiente de Manning para um canal não revestido com boa manutenção é de 0,020, então a vazão no canal é dada por
	Portanto, a vazão no canal é de 16,9 m3.s-1.
Exemplo
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Valores de n
n (Manning)
Descrição da superfície
0,013
Peças monolíticas moldadas em forma de aço resinado, sem irregularidades superficiais. Condutos moldados in-situ com formas infláveis.
0,013-0,015
Concreto muito liso, plastificado ou queimado a colher, com juntas e cantos acabados a mão.
0,015
Concreto moldado in-situ em formas lubrificadas, com juntas e cantos alisados a colher.
0,014-0,018
Concreto moldado em formas de aço deslizantes com cantos arredondados, condutos de cerâmica vitrificada com juntas preenchidas.
0,016
Concreto moldado em formas rugosas com acabamento a mão em cimento.
0,015-0,017
Tubos curtos de concreto com diâmetros pequenos , sem acabamento especial das juntas.
0,018
Canais retilíneos em concreto projetado, bem acabado.
0,020-0,022
Canais em concreto projetado rugoso.
0,022
Alvenaria de pedras.
0,035
Gabiões de pedra com tela de arame.
0,024-0,025
Pedras lançadas.
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De acordo com dados de Barnes (1967) resumidos por Hornberger et al. (1998)
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De acordo com dados de Barnes (1967) resumidos por Hornberger et al. (1998)
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De acordo com dados de Barnes (1967) resumidos por Hornberger et al. (1998)
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De acordo com dados de Barnes (1967) resumidos por Hornberger et al. (1998)
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De acordo com dados de Barnes (1967) resumidos por Hornberger et al. (1998)
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De acordo com dados de Barnes (1967) resumidos por Hornberger et al. (1998)
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De acordo com dados de Barnes (1967) resumidos por Hornberger et al. (1998)
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Agradecimento e Fonte
Prof Walter Walter Collischonn IPH – UFRGS pelos slides
Capítulo 06b
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