Relatório de Hidráulica

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INTRODUÇÃO
Os Condutos Livres, seção aberta ou fechada que tem uma superfície livre, atuando apenas com a força da gravidade e a pressão atm. Temos como exemplo os rios córregos e canais, temos canais naturais e canais artificiais, que servem para navegação e sistemas de esgoto sanitário, e os aquedutos.
Os condutos livres são apresentados de diferentes formatos. De modo que os definimos em prismáticos, de seção reta e declividade constante e os não prismáticos de seção e declividade variáveis. Os formatos conhecidos são os de forma circular, retangular e trapezoidal. Há também os de seções irregulares, na forma de arcos, elipses, entre outros. 
OBJETIVO
O presente relatório visa analisar influência que um redutor de largura de paredes, se colocado num canal retangular sobre outros parâmetros importante, analisar também a influência que a declividade tem no estudo dos escoamentos que o envolvem. Após anotar a vazão inicial à altura da lamina d’água e a largura fornecida pelo equipamento e todas as medidas, vamos observar e descrever os resultados, repetindo todo o processo com duas diferentes medidas de declividade, descobrir a energia a montante e a jusante do redutor de largura de parede do canal, e a influência da declividade na velocidade da vazão. 
METODOLOGIA
O experimento citado a frente foi executado em laboratório, utilizando-se principalmente de uma bancada hidráulica, como na imagem abaixo. Com todos dados recebidos do professor, a frequência para ser utilizada no inversor, que nos forneceu o valor da vazão, a altura da lamina d´água, e com a declividade em função do comprimento da bancada hidráulica, nosso grupo iniciou as aferições e anotações e cálculos. 
 
Com o inversor ajustado, a água seguindo normalmente seu curso dentro do canal da bancada hidráulica, com água estável, registramos por meio de uma régua metálica o valor inicial da altura da lâmina d´água. Com ela medimos também a largura e altura do canal. Sendo um canal retangular.
Realizamos a análise foi em duas etapas. Na primeira fizemos todo o procedimento considerando apenas os dados retirados da bancada e o regime de escoamento do canal, e a verificação da energia disponível no escoamento e o valor de y crítico e a máxima contração possível na largura do canal para não alterar o valor de y
Na segunda etapa fizemos novas observações alterando a declividade apenas com um aparelho de elevação hidráulico, acrescentando a esse o redutor de largura e fazendo todas as aferições novamente para obter todos os dados.
RESULTADOS
Tendo determinado a nosso grupo. Utilizando a frequência de 17 Hz, aferimos os seguintes dados; vazão (Q) de 9,14m³/h. Transformando para o Sistema Internacional de medidas (9,14m³/h / 3600s), agora temos Q= 0,0025m³/s. Com a inclinação determinada de 0,01m / 2,20m, calculamos a declividade (I) e obtivemos I = 0,0045m/m.
As paredes do canal possuem altura de 0,20m, e largura de base de 0,1m. medimos a altura da lâmina d´água (y), sendo y= 0,065m. Com esses dados faremos todos os cálculos a seguir
Utilizando a vazão e a largura de base vamos obter o (q1) com a seguinte formula: 
q= 0,025(m³/s/m)
Com o (q1) obtido, agora vamos calcular o (H)
 
H=0,07254mca; energia disponível no escoamento;
Sabendo que H=Hc pela fórmula abaixo encontraremos o (yc);
Yc=0,048m ou 4,8cm; sendo o y critico;
Com os dados obtidos com os cálculos acima vamos agora obter o (qc) vazão crítica, pela seguinte formula;
 
qc=0,2184(m³/s/m);
Agora com o (qc) vamos saber qual a máxima contração possível na largura do canal para não alterar o valor de (y).
 
bc=0,01144m ou 1,144cm
temos também a velocidade que é = 
v=0,38m/s;
Agora vamos refazer todos os cálculos acima com os dados obtidos depois que colocamos o redutor de largura;
Dados com o redutor;
y=7,7cm=0,078m
b=6,0cm=0,060m 
I=0,0045m/m.
Encontrando o novo (q)
q= 0,04166(m³/s/m)
Com o novo (q1) obtido, agora vamos calcular o novo (H)
 
H=0,09255mca; a nova energia disponível no escoamento;
Sabendo que H=Hc pela fórmula abaixo encontraremos o novo (yc);
Yc=0,0617m ou 6,17cm; sendo o novo y crítico;
y maior que yc, = fluvial 
o aumento percentual da velocidade;
velocidade anterior é de 0,38m/s
e a nova velocidade é de 0,53m/s
então o almento percentual e = v2-v1/v1
sendo 0,53-0,38 = 0,15 /0,38 = 0,3947 (100) = 39,47%
Agora vamos refazer todos os cálculos acima com outra inclinação de 0,015m / 2,20m;
Dados com a nova (I) e o redutor;
Q=9,92(m³/h/3600)=0,0027m³/s
y=7,7cm=0,077m
b=6,0cm=0,060m 
I=0,0068m/m.
Encontrando o novo (q)
q= 0,045(m³/s/m)
Com o novo (q1) obtido, agora vamos calcular o novo (H)
 
H=0,09442mca; a nova energia disponível no escoamento;
Sabendo que H=Hc pela fórmula abaixo encontraremos o novo (yc);
Yc=0,0629m ou 6,29cm; sendo o novo y crítico;
y maior que yc, = fluvial 
o aumento percentual da velocidade;
velocidade anterior é de 0,53m/s
e a nova velocidade é de 0,58m/s
então o almento percentual e = v2-v1/v1
sendo 0,58-0,53 = 0,05 /0,53 = 0,0943 (100) = 9,43%
Nós calculamos o erro experimental na determinação das energias 
Hm=Hj
Sabendo que Hm=0,09255mca e Hj=0,09442mca
Podemos calcular;
∆H = (Hj – Hm)
∆H = (0,09442mca - 0,09255mca)
∆H = 0,00187mca
O erro é 0,00187/0,0255 = 0,020(100)=2,02%
CONCLUSÃO
Os resultados obtidos demonstraram satisfazer os nossos estudos. Com a alteração da inclinação e da contração da largura de fundo do canal houve alteração no escoamento do canal. Embora se considere que, por exemplo, a subida da lâmina d´água também tenha sido causada pelo acréscimo do redutor de largura de acrílico, fica confirmado que as alterações dos dados como velocidade vazão e altura da lamina d’água, ocorre pelo simples fato que ouve um encurtamento da largura das paredes do canal por onde passa o fluido.
É importante considerar que no experimento em laboratório temos vários motivos que podem causar erros no experimento. Entre outras seria o ângulo de 90° da régua usada para medir a altura da lamina d’água, em função de seu apoio no fundo do canal, o que consequentemente alteraria um pouco esse ângulo. Temos ainda pequenas incorreções adversas, contudo esse trabalho serve de base para lançar parâmetros e averiguar em situação real o comportamento dos escoamentos em canais livres.
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