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Hidráulica Geral Escoamento em Condutos Livres Carlos Lloret Ramos Classificação . Escoamento Livre (ação da gravidade): Aula 1 Classificação . Quanto a variabilidade no tempo: Escoamento Permanente: (constante no tempo)(constante no tempo) Escoamento Não Permanente: (variável no tempo) Variação Gradual (onda de cheias) Variação Brusca (ondas de choque) Classificação - exemplos Escoamento Não Permanente: (variável no tempo) Variação Gradual (onda de cheias) Classificação - exemplos Escoamento Não Permanente: (variável no tempo) Variação Brusca (ondas de choque) Classificação . Quanto a variabilidade no percurso: Escoamento Uniforme: (constante ao longo do percurso)(constante ao longo do percurso) Escoamento Variado: (variável ao longo do percurso) Variação Gradual – ( Remanso ) Variação Brusca – ( Ressalto ) Classificação - exemplo Escoamento Variado: Variação Gradual – ( Remanso ) Classificação - exemplo Escoamento Variado: Variação Brusca – ( Ressalto ) Classificação . Quanto a influência da viscosidade: Re < 500 – Regime Laminar ν = D.V Re Re < 500 – Regime Laminar Re > 2.500 – Regime Turbulento Classificação . Quanto a influência da Rugosidade: δ K Classificação . Quanto a influência da gravidade: ( Mobilidade do Escoamento ) Fr < 1,0 – Regime Fluvial D.g V Fr = Fr < 1,0 – Regime Fluvial Fr = 1,0 – Regime Crítico Fr > 1,0 – Regime Torrencial Definição Efeito da Geometria: (Raio Hidráulico) 0,71.h Rh 5.h B 0,33.h Rh h B :Retangular Seção =⇒= =⇒= olhadoPerímetroM Área Rh = Em canais de grande largura o efeito de margem praticamente desaparece 0,98.h Rh 100.h B 0,91.h Rh 20.h B 0,83.h Rh 10.h B 0,71.h Rh 5.h B =⇒= =⇒= =⇒= =⇒= Distribuição de Tensões • Hipóteses: Canal muito largo (Rh z h)Canal muito largo (Rh z h) Regime Permanente e Uniforme Leito Plano (distribuição hidrostática de pressões) Distribuição de Tensões (Variação Linear) (((( )))) −−−−ττττ====αααα−−−−γγγγ====ττττ h y 1sen.1.1.yh oy Definição Velocidade de atrito: f fo * S.Rh.g S.Rh. v = ρ γ = ρ τ = Portanto: ρρ −ρ=τ h y 1.v. 2*y Distribuição de velocidades Regime Turbulento Rugoso 5,8 Ks y ln 1 V V * y + κ = 0,6 Ks h ln 1 V V :deprofundida na egrandoint * média + κ = Escoamento em canais Hipótese: Regime Uniforme Regime Turbulento RugosoRegime Turbulento Rugoso essas condições são válidas a maior parte das EQUAÇÕES EMPÍRICAS Equações Empíricas Chézy: S.RhCS.Rh.g. C 2 V dinâmica) da (equação 2 V C. ff D 2 Do == ρ=τ alizadoadimensionChézy de eCoeficient - g C v V :comoescrever se-podeou Chézy de eCoeficient - C 2.g C C * D D = = Equações Empíricas Manning: Manning de eCoeficient -n n Rh C :forma da Hidráulico Raio do dependia Chézy de ecoeficient o queVerificou 1/6 ⇒= gn Rh v V :como alizadaadimension forma daescrever se-podeou S.Rh n 1 V :Portanto n 1/6 * 2/1 f 3/2 = = Equações Empíricas Manning-Strickler: Ks Rh função gn Rh v V :obtendo Manning, de fórmula da estrutura a usando a,logarítmic equação da ajuste um fezStrickler entePosteriorm 1/6 * == eequivalent rugosidade - Ks 26 Ks n :ndosimplifica ou, Ks Rh .16,8 gn Rh foi ajuste do resultado O Ksgnv 1/6 6/11/6 * ⇒= = Resumo das Equações Todas as equações podem ser expressas na forma adimensionalizada: 6/1 média 8RhC0,6 h ln 1V ===+ = F.U.P.C. MANNING CHÉZY A LOGARÍTMIC * média f 8 gn Rh g C 0,6 Ks h ln 1 V V ===+ κ = Equação do Regime Uniforme Todas as equações vistas podem ser transformadas em: hv.A ou A.VÁ.VQ Seção da reamédia == UniversalFórmula f 8 v.AQ Strickler-Manning SRh n A Q Chézy S.Rh.A.CQ aLogarítmic E. 0,6 Ks h ln v.A Q * 2/1 f 3/2 f * ⇒= ⇒= ⇒= ⇒+ κ = Problemas Típicos em R.U. Sendo uma única equação ���� Uma única incógnita Tome-se como exemplo a Equação de Manning: Problema Dados Pede-se Strickler-Manning SRh n A Q 2/1f 3/2 ⇒= Problema Dados Pede-se Tipo 1 Geometria; Sf; n Q (capacidade de descarga) Tipo 2 Geometria; Sf; Q n (curva-chave; fator de resist.) Tipo 3 Sf; Q; n Geometria (dimensionamento de canal) Problemas Típicos - exemplo: EXERCÍCIO: • Um ribeirão apresenta problemas sistemáticos de inundação. • As margens são bastante irregulares, com vegetação densa. • Foi feita uma campanha hidrométrica onde se obteve uma vazão de 11,1 m3/s para uma profundidade média de 1,3 m. • Os levantamentos topo-batimétricos indicam que a seção média é• Os levantamentos topo-batimétricos indicam que a seção média é trapezoidal com 6,0 m de largura de base (no leito do ribeirão), profundidade máxima de 2,5 m e taludes 1V:2H. • A declividade do trecho é de 0,0017 m/m. • Os estudos hidrológicos forneceram que a vazão de projeto para um período de retorno de 25 anos deveria ser de 116 m3/s. Problemas Típicos - exemplo: EXERCÍCIO: A partir desses dados, pede-se: 1. O canal atual atende à condição de projeto ou seria necessário fazer alguma intervenção para isto? 2. Em quanto melhoraria a capacidade de descarga se fosse feita uma regularização de margem, com revestimento em grama (n = 0,026)? 3. Qual seria o ganho se fosse feita a regularização e revestimento completo com gabião ou ainda com concreto, sem alterar a geometria média? 4. Dimensionar a seção para atender a vazão de projeto para a condição de máxima eficiência, adotando a geometria retangular, totalmente revestida em concreto. 5. Dimensionar uma canalização retangular em concreto, admitindo uma largura máxima de 12 metros Problemas Típicos - exemplo: RESOLUÇÃO: 1. O canal atual atende à condição de projeto ou seria necessário fazer alguma intervenção para isto? Determina-se primeiro o fator de atrito com o valor da vazão medida (Problema tipo P1): Dados: b = 6,00 m Q = 11,10 m3/s Sf = 0,0017 m/m h = 1,30 mSf = 0,0017 m/m h = 1,30 m h máx = 2,50 m Cálculos dos parâmetros geométricos A = 11,18 m2 P = 11,8 m Rh =0,94 m n = 0,040 Com o valor de n calculado determina-se a vazão máxima(Problema tipo P2): h máx = 2,50 m A = 27,50 m2 P = 17,2 m Rh =1,60 m Qmáx = 38,8 m3/s Problemas Típicos - exemplo: RESOLUÇÃO: 2. Em quanto melhoraria a capacidade de descarga se fosse feita uma regularização de margem, com revestimento em grama (n = 0,026)? n = 0,026 (estimativa para canais regularizados com grama) h máx = 2,50 m A = 27,50 m2A = 27,50 m2 P = 17,2 m Rh = 1,60 m Qmáx =59,7 m3/s Problemas Típicos - exemplo: RESOLUÇÃO: 3. Qual seria o ganho se fosse feita a regularização e revestimento completo com gabião ou ainda com concreto, sem alterar a geometria média? Determina-se o valor de n (Manning-Strickler) e a vazão máxima: gabião k = 0,05 m n = 0,023 h máx = 2,50 mh máx = 2,50 m A = 27,50 m2 P = 17,2 m Rh = 1,60 m Qmáx = 67,4 m3/s Concr. k = 0,01 m n = 0,018 h máx = 2,50 m A = 27,50m2 P = 17,2 m Rh = 1,60 m Qmáx = 86,2 m3/s Problemas Típicos - Dimensionamento CRITÉRIO: SEÇÃO DE MÁXIMA EFICIÊ CIA HIDRÁULICA • Não obecece a critério hidráulico, apenas a critério matemático • Máxima área com o menor perímetro molhado A – área da seção; P – Perímetro molhado; b – largura da seção; h - profundidade. • Em pequenas canalizações em geral representa a solução mais econômica • Demonstra-se que é a seção que circunscreve um semi-círculo • Seção natural – Seção circular e semi-circular 0 b.h P ;0 b.h A = ∂∂ ∂ = ∂∂ ∂ Aula 2 Problemas Típicos - Dimensionamento CRITÉRIO: SEÇÃO DE MÁXIMA EFICIÊ CIA HIDRÁULICA )cotag(z :com h).zb(A 2 α=+= "y"ou y""por h"" se-representa vezesPor )z12.h(bP o 2++= Problemas Típicos - Dimensionamento CRITÉRIO: Derivando-se por “b” e por “h” resulta: ( ) ( ) zz1.h2b 2 −+= ( ) ( ) ( ) sempre 2 h Rh :portanto zz12.h2P zz12.hA 2 22 = −+= −+= Problemas Típicos - Dimensionamento CRITÉRIO: SEÇÃO DE MÁXIMA EFICIÊ CIA HIDRÁULICA Caso particular: Seção Retangular b = 2y ou 2h A = 2y2 ou 2h2 Problemas Típicos - exemplo: RESOLUÇÃO: 4. Dimensionar a seção para atender a vazão de projeto para a condição de máxima eficiência, adotando a geometria retangular, totalmente revestida em concreto. Dimensiona-se pela equação de máxima eficiência (Problema tipo P3): concreto n = 0,018 Q = 116,00 m3/s b = 2.h ou 2.y (máx. efic.) h ou y = 4,0 m b = 8,0 m Problemas Típicos - exemplo: RESOLUÇÃO: 5. Dimensionar uma canalização retangular em concreto, admitindo uma largura máxima de 12 metros Dimensiona-se adotando a limitação de máxima largura (Problema tipo P3): Resolução por tentativas: n = 0,018 Q = 116,00 m3/s b = 12,00 m h ou y = 2,7 m Rugosidade Composta: ( ) 3/2 total N 1 2/3 ii eequivalent P n.P n = ∑ ( ) 2/1 total N 1 2 ii eequivalent P n.P n ou = ∑ Seção Composta: molhado perímetro O S.Rh n A Q QQQQ f 3/2 i i i i canal2berma1berma = ++= . tracejadalinha na oconsiderad é não molhado perímetro O Borda Livre: •Não existe um critério universal •Em canais de drenagem pode-se adotar 10% a 20% de “h” ou um mínimo de 0,50 m Seções Fechadas: Seções Fechadas: Exemplo de situações: Dimensionar uma galeria retangular em concreto pelo critério de máxima eficiência para uma vazão de 45 m3/s. Considere Sf = 0,0035 m/m. Seções Fechadas: Seção Circular: Seções Fechadas: Seção Circular: Seções Fechadas: Seção Especiais: Teoria da Carga Específica • Definição de Carga em Escoamento Livre: Carga referida ao fundo do canalCarga referida ao fundo do canal Aula 3 Teoria da Carga Específica • Carga em Canais: fundoBBAA zhzpzp +=+γ=+γ Teoria da Carga Específica • Carga em Canais: g. V zhH 2 2αααα ++++++++==== Teoria da Carga Específica • Carga Específica: g. V hH 2 2αααα ++++==== Teoria da Carga Específica Equação Geral: 22 Q h V hHe αααα ++++==== αααα ++++==== (((( )))) 21 2 2 22 /hHe. g .AQ ou g.A h g hHe −−−− αααα ==== ++++====++++==== Teoria da Carga Específica Função de Q : (((( )))) 212 /hHeg.AQ −−−− αααα ==== Teoria da Carga Específica : Pontos notáveis: (((( )))) (((( )))) (((( )))) (((( ))))hHe B A hHeB dh dA hHe A hHe dh dA . g dh dQ // // 0 2 0 2 2 2121 2121 ==== −−−−−−−−−−−−⇒⇒⇒⇒==== ==== −−−−−−−−−−−− αααα ==== −−−− −−−− (((( )))) HehouhHe h B A gulartanReSeção B A hHe Bdh 3 2 2 3 0 2 2 ======== ====⇒⇒⇒⇒ ==== −−−−−−−− Teoria da Carga Específica Função de Q : (((( )))) 212 /hHeg.AQ −−−− αααα ==== Teoria da Carga Específica Função de He ( ou E) : g.A Q hHe 22 2αααα ++++==== Teoria da Carga Específica : Pontos notáveis: 0 2 2 1 2 3 2 αααα ==== αααα −−−−==== B.Q.dA dh dA . g..A Q.. dh dHe 1 1 3 2 2 3 2 ==== αααα ==== ==== αααα ⇒⇒⇒⇒==== A.g B.Q. Fr A.g B.Q. B dh dA c Teoria da Carga Específica Função de He ( ou E) : g.A Q hHe 22 2αααα ++++==== Aplicação ao caso de Vertedores: Equação Geral: (((( )))) 212 /hHeg.AQ −−−− αααα ==== Aplicação ao caso de Vertedores: Caso de Vertedores de Soleira Espessa Retangular: (((( ))))[[[[ ]]]]212 3 2 /hHe. g .AQ Heh −−−− αααα ==== ==== (((( )))) 51 21 2 33 2 3 22 3 2 , / He. g .B . Q He. He. g . He. .BQ αααα ==== −−−− αααα ==== αααα Aplicação: Variação de largura em canais Caso de travessias de pontes: Aplicação: Variação de largura em canais Caso de travessias de pontes: 0 CA ALPO TE HeHe H ==== ====∆∆∆∆ 22 2 22 2 2 2 2 2 22 22 CA ALCA AL CA AL PO TEPO TE PO TE CA AL CA AL PO TE PO TE h.B.g. Q. h hb.g. Q. h A.g. Q. h A.g. Q. h αααα ++++==== αααα ++++ αααα ++++==== αααα ++++ Aplicação: Variação de largura em canais Caso de travessias de pontes: Aplicação: Variação de largura em canais Caso de travessias de pontes: 1. Determinar a variação de nível de água num canal ao atravessar um trecho sob uma ponte, na condição de vazão máxima (de projeto). O canal é muito longo, retangular com declividade 0,0015 m/m, largura de 14,0 m e profundidade máxima de 2,5 m. O trecho da ponte apresenta um estreitamento com largura igual a 12,7 m. O canal é construído em concreto em todo o seu perímetro (n=0,018). Desconsiderar a perda de carga localizada. 2. Repetir o exercício anterior, considerando agora um canal com as mesmas características geométricas, porém de maior declividade, com 0,015 m/m, e profundidade máxima de 1,3 m. 3. Esboce no esquematicamente a variação da linha d’água. Aula 5 Aplicação derivações: Um canal de grande largura e declividade fraca (termo cinético desprezível) num determinado ponto tem uma derivação para irrigação. A cota do nível d´água a montante do ponto de derivação é 510,5 m, ainda sem o efeito da aceleração do escoamento. O canal de derivação tem seção retangular, em concreto (n=0,016) e declividade acentuada, de 0,025 m/m (declividade forte). A seção tem largura de 1,0 m e profundidade de 0,60m (considerar bordatem largura de 1,0 m e profundidade de 0,60m (considerar borda livre de 0,10 m). Pede-se: • Determinar a máxima vazão possível a ser derivada para o canal secundário de irrigação. • Explique qualitativamente, com auxílio da curva da energia específica e conhecimentos sobre regime gradualmente variado, como deve ficar a linha d´água no canal de derivação (colocar os níveis de referência – crítico e normal). Aplicação derivações: Movimento Gradualmente Variado: Equação da energia: αααα −−−−++++==== −−−− αααα ++++++++==== αααα ++++++++==== αααα ++++++++==== −−−− dx dy . dy dA A.g Q dx dy dx dz dx dH dx dA A. g. Q dx dy dx dz dx dH A.g.Q yz g. V yzH 3 2 3 2 2 22 2 2 22 dxdyA.gdxdxdx Aula 6 Movimento Gradualmente Variado: Equação da energia: 2 3 2 3 2 1 1 Fr SfSo dx dy A.g B.Q dx dy SoSf dx dy . dy dA A.g Q dx dy dx dz dx dH −−−− −−−− ==== αααα −−−−++++−−−−====−−−− αααα −−−−++++==== 1 Frdx −−−− Movimento Gradualmente Variado: Equação da energia: Fn1 So dy Fr1 So.Rh.A Q.n 1 So Fr1 SfSo dx dy 2 2 3 4 2 22 2 −−−− ==== −−−− −−−− ==== −−−− −−−− ==== CríticogimeRe0,1FrSe UniformegimeRe0,1FnSe Fr1 Fn1 So dx dy 2 ==== ==== −−−− −−−− ==== Movimento Gradualmente Variado: Equação da energia: 000 1 1 2 2 >>>>>>>>>>>>⇒⇒⇒⇒>>>>>>>> ==== −−−− −−−− ==== dx dy eDynyeycySe D So Fr Fn So dx dy 000 000 000 <<<<>>>><<<<⇒⇒⇒⇒>>>><<<< <<<<<<<<>>>>⇒⇒⇒⇒<<<<>>>> >>>><<<<<<<<⇒⇒⇒⇒<<<<<<<< dx dy eDynyeycySe dx dy eDynyeycySe dx dy eDynyeycySe Movimento Gradualmente Variado: Equação da energia: dx dy e D ycy Se D So Fr Fn So dx dy 0 1 1 2 2 ∞∞∞∞→→→→→→→→⇒⇒⇒⇒→→→→ ==== −−−− −−−− ==== .n.n de reta a com menteassitotica tende curva A dx dy e yny Se n.c. de reta a com90fazer a tende curva A dx e D ycy Se o 00 0 →→→→→→→→⇒⇒⇒⇒→→→→ ∞∞∞∞→→→→→→→→⇒⇒⇒⇒→→→→ Movimento Gradualmente Variado: Exemplos: Curva tipo M1 – Declividade Fraca Movimento Gradualmente Variado: Exemplos: Curva tipo M2 – Declividade Fraca Movimento Gradualmente Variado: Exemplos: Curva tipo M3 – Declividade Fraca Movimento Gradualmente Variado: Exemplos: Curva tipo S1 – Declividade Forte Movimento Gradualmente Variado: Exemplos: Curva tipo S2 – Declividade Forte Movimento Gradualmente Variado: Exemplos: Curva tipo S3 – Declividade Forte Movimento Gradualmente Variado: Exemplos: Curva tipo C1 – Declividade Crítica Movimento Gradualmente Variado: Exemplos: Curva tipo C3 – Declividade Crítica Movimento Gradualmente Variado: Exemplos: Curva tipo 2 – Declividade ula Movimento Gradualmente Variado: Exemplos: Curva tipo 3 – Declividade ula Movimento Gradualmente Variado: Exemplos: Curva tipo A2 – Ascendente Movimento Gradualmente Variado: Exemplos: Curva tipo A3 – Ascendente Exemplo 1 um canal retangular escoa a vazão de 4,5 m³/s, sendo a largura B igual a 1,85m, a declividade longitudinal 0,002 m/m e a rugosidade de fundo 0,012 (Manning). Esboçar a linha d´água neste canal sabendo-se que o mesmo é longo e termina em queda brusca.e termina em queda brusca. Exemplo 2 Um canal de seção retangular, muito largo, tem vazão de 5 m³/s/m, declividade 0,40 m/km e rugosidade 0,021 (Manning). Se na extremidade de jusante a profundidade é igual a 2,40 m, quais seriam as linhas d´água que podem ocorrer?ocorrer? Exemplo 3 Um canal de seção retangular, com largura 1,85m, tem vazão de 4,5 m³/s, declividade 0,40 m/km e rugosidade 0,021 (Manning). Se na extremidade de jusante a profundidade é igual a 2,40 m, quais seriam as linhas d´água que podem ocorrer neste escoamento?ocorrer neste escoamento? Movimento Gradualmente Variado: Equação da energia: (((( )))) (((( )))) (((( ))))SfSo HeHe x SfSo.xHeHe x H .x x zz .xHeHe HHezHez H g. V yz g. V yzHHH −−−− −−−− ====∆∆∆∆ −−−−∆∆∆∆−−−−====−−−− ∆∆∆∆ ∆∆∆∆ ∆∆∆∆++++ ∆∆∆∆ −−−− ∆∆∆∆====−−−− ∆∆∆∆++++++++====++++ ∆∆∆∆++++ αααα ++++++++==== αααα ++++++++====∆∆∆∆++++==== −−−− −−−− −−−−−−−− 12 21 2112 21 212211 21 2 2 22 2 1 112121 22 Aula 7 Movimento Gradualmente Variado: Equação da energia: Rh.A n.Q Sf yy y A.g. Q. yHe /m m ==== ++++ ==== αααα ++++==== 2 32 12 2 2 2 2 (((( ))))SfSo HeHe x Rh.A Sf /m −−−− −−−− ====∆∆∆∆ ==== 12 32 Movimento Gradualmente Variado: Exemplo: Determinar o remanso produzido por um vertedor colocado num canal de irrigação em concreto (n=0,013) de seção retangular com 4,0 m de largura. O vertedor é de soleira normal, retangular com a mesma largura do canal, com coeficiente de vazão µ µ µ µ = 0,49. A crista do vertedor está a 1,5coeficiente de vazão µ µ µ µ = 0,49. A crista do vertedor está a 1,5 m do leito. A declividade do canal é de 0,0015 m/m. O Canal foi projetado para uma profundidade de 1,0 m a montante, a partir do ponto onde não há influência do vertedor. Movimento Gradualmente Variado: Exemplo: Cálculo semelhante a reservatórios Movimento Gradualmente Variado: Exemplo: Determinar a linha d’água produzido por uma mudança de declividade de um canal concreto (n=0,016) de seção de grande largura projetado para uma vazão específica de 1,2 m3/s.m. Este canal tem um ponto em que apresenta um aumento de declividade passando de So= 0,0015 m/m paraaumento de declividade passando de So= 0,0015 m/m para So= 0,023 m/m. Movimento Gradualmente Variado: Exemplo: Cálculo passando pelo Regime Crítico Movimento Bruscamente Variado: Ressalto Hidráulico Definição: O ressalto hidráulico é um fenômeno de desaceleração brusca do escoamento, passando do regime torrencial para o regime fluvial, com substancial perda de carga.regime fluvial, com substancial perda de carga. É aproveitado para uma série de atividades, dentre as quais: - Dissipação de energia; - Desaceleração rápida do escoamento; - Recuperação de nível de água; Aula 8 Movimento Bruscamente Variado: Ressalto Hidráulico Características Gerais: Aula 8 Movimento Bruscamente Variado: Ressalto Hidráulico Classificação: Aula 8 Movimento Bruscamente Variado: Ressalto Hidráulico Equação: Princípio da Conservação da Quantidade de Movimento Hipóteses: Canal retangular e horizontalCanal retangular e horizontal Paredes lisas Sem contribuições laterais Movimento Bruscamente Variado: Ressalto Hidráulico Equação: Princípio da Conservação da Quantidade de Movimento 21 .ovdadeexternas yy MQF γγγγ−−−−γγγγ==== ∆∆∆∆==== ∑∑∑∑ ∑∑∑∑ 1 2 2 2 2 2 1 2 1 2 2 2 12.ovdade 2 2 1 1externas y.B.g Q y.B.g Q 2 y .B 2 y .B :totanPor y.B.g Q. y.B.g Q. V.Q g V.Q g MQ 2 y .y.B. 2 y .y.B.F −−−−====−−−− γγγγ −−−− γγγγ ==== γγγγ −−−− γγγγ ====∆∆∆∆ γγγγ−−−−γγγγ====∑∑∑∑ Movimento Bruscamente Variado: Ressalto Hidráulico Profundidades Conjugadas Curva das profundidades conjugadas: 2 2 2 2 1 2 1 2 )y( y.B.g Q 2 y .B y.B.g Q 2 y .BM ++++====++++==== Profundidades Conjugadas 0 10 20 30 0,01 0,1 1 10 (y) M (y ) Movimento Bruscamente Variado: Ressalto Hidráulico Equação das profundidades conjugadas: 2 y .B y.B.g Q y.B.g Q 2 y .B MQF 2 2 2 2 1 2 1 2 .ovdadeexternas ++++====++++ ∆∆∆∆====∑∑∑∑ )simétricasequações(1Fr.81 2 1 y y ou1Fr.81 2 1 y y :solvendoRe 2y.B.gy.B.g2 2 1 1 2 2 2 2 1 21 −−−−++++==== −−−−++++==== Movimento Bruscamente Variado: Ressalto Hidráulico Dissipação de energia: solvendoRe A.g.2 Q. y A.g.2 Q.yHeHeH 2 2 2 22 1 2 121 αααα ++++−−−− αααα ++++====−−−−====∆∆∆∆ (((( )))) (((( ))))%100. He H :Eficiência y.y.4 yy H 1 12 3 12 ∆∆∆∆ ====ηηηη −−−− ====∆∆∆∆ Movimento Bruscamente Variado: Ressalto Hidráulico Exemplo de aplicação: Determinar a profundidade a jusante de um ressalto numa bacia de dissipação de um vertedor de uma barragem, sabendo-se que a vazão específica é de 3,5 m3/s.m e a profundidade ao pé do vertedor é de 0,20 m. Calcular a perda de carga no ressalto. Ressalto Hidráulico Exemplo de aplicação: Determinar a cota de fundo da bacia de dissipação de energia, considerando um vertedor de grande largura, a carga sobre o vertedor = hv=1,0 m, Zcrista = 20,0 m, Zrio = 0,0 m e a profundidade do rio a jusante yrio= 3,5 m. (((( ))))v1 2/3 v h.5,0p.g.2V 49,0:ondeh.g.2. B Q q ++++≅≅≅≅ ====µµµµµµµµ======== Movimento Bruscamente Variado: Ressalto Hidráulico Exemplo de aplicação com curvas de remanso: Um canal de concreto (n=0,016), de seção retangular foi dimensionado para escoar uma vazão de 1,5 m3/s pelo critério de seção de máxima eficiência, num trecho onde a declividade é de 0,025 m/m. A partir de um determinado ponto a jusante, sua declividade fica reduzida para 0,00017determinado ponto a jusante, sua declividade fica reduzida para 0,00017 m/m. Pede-se: •Haverá formação de ressalto? Justifique; •Determinar em que trecho de canal deverá ocorrer o ressalto hidráulico; •Esboçar a linha d’água esperada para esta vazão de projeto; •Calcular a curva de remanso produzida. Movimento Bruscamente Variado: Ressalto Hidráulico Exemplo de aplicação com curvas de remanso:
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