ESCOAMENTOS EM SUPERFICIES LIVRES CANAIS

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ESCOAMENTOS EM SUPERFICIES LIVRES 
-CANAIS-
Profa. Cristina Fassina
INTRODUCAO
Canal natural de aducao a casa de bombas.
Canal artificial.
Rio tiete
Canal Pereira Barreto, que une os reservatorios de Ilha Solteira e Tres Irmaos , Sao Paulo.
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ELEMENTOS GEOMETRICOS DOS CANAIS
Elementos hidraulicos dos canais
TIPOS DE ESCOAMENTO
Tipos de Escoamento
ESCOAMENTO PERMANENTE UNIFORME
Tempo como criterio de classificacao.
Neste caso, o observador verifica o que acontece em um ponto da secao transversal do canal no decorrer do tempo
Profundidade, area molhada, velocidade media e vazao sao constantes, nao sofrem variacoes com o tempo em modulo e direcao. 
Ha continuidade de vazao nas diversas secoes. 
As linhas de energia, superficie e fundo sao paralelas.
ESOAMENTO PERMANENTE GRADUALMENTE VARIADO
ESOAMENTO PERMANENTE GRADUALMENTE VARIADO
ESCOAMENTO PERMANENTE BRUSCAMENTE VARIADO
CLASSIFICACAO DOS ESCOAMENTOS DE ACORDO COM REYNOLDS
NUMERO DE FROUDE
NUMERO DE FROUDE
DISTRIBUICAO DE VELOCIDADES
VELOCIDADE MEDIA DE UM CANAL
h =
DISTRIBUICAO DE VELOCIDADES
O calculo da velocidade media pode ser obtido pela equacao da continuidade: 
NUMERO DE FROUDE
Escoamento subcritico ou fluvial:
(pouca turbulencia, ausencia de ondas
 superficiais)
Escoamento critico:
Escoamento supercritico ou torrencial:
(turbulencia, ondulacoes superficiais) 
RESUMINDO:
DETERMINACAO DA VAZAO
FORMULA DE MANNING
DETERMINACAO DA ALTURA D’AGUA
Para canais de secao trapezoidal, triangular e retangular:
K2 – Tabela 8.3
SECOES DE MINIMO PERIMETRO MOLHADO OU DE MAXIMA VAZAO
TRAPEZIO:
RETANGULO:
TRIANGULO:  = 45
CIRCULO: 
1) Um canal trapezoidal foi projetado para trabalhar na condição de M.P.M., sujeito as seguintes condições: vazão 8,5 m3/s, velocidade media 0,8 m/s, inclinação dos taludes 1H:2V e coeficiente de rugosidade de Manning 0,025. Determine a largura de fundo, a altura de agua e a declividade longitudinal.
M.P.M. 
SECOES ESPECIAIS
SECOES ESPECIAIS
SECOES ESPECIAIS
SECOES ESPECIAIS
EXERCICIOS
1) No projeto de uma galeria de drenagem sob um aterro rodoviário, por razoes estruturais, optou-se por uma forma geométrica tipo capacete, em concreto n=0,015. Para uma vazão de projeto igual a 12 m3/s e uma declividade de fundo Io = 0,001 m/m dimensione a seção da galeria para trabalhar com uma lamina d’agua relativa h/H = 0,70. Calcule a velocidade media do escoamento. Assuma escoamento uniforme.
2) Determine as vazões do canal fechado, seção circular, em concreto, com 0,5 m de diâmetro, nas seguintes situações: declividades 1/100 m/m e 1/10 m/m, e áreas molhadas de ¾ e ½ do diâmetro.
RESPOSTAS:
Q 0.75/0.01 = 320 l/s
Q 0.75/0.1 = 1010 l/s
Q 0.50/0.01 = 175 l/s
Q 0.50/0.1 = 550 l/s
3) Um bueiro circular de 80 cm de diâmetro conduz água por baixo de uma estrada com uma lâmina de 56 cm. Sabendo-se que Io = 1 por mil e n = 0,015, calcule V e Q.
Resp.: Q=0,303 m3/s; V=0,87 m/s
4) Qual a declividade que deve ter uma tubulação de esgoto de 15 cm de diâmetro, n = 0,014, trabalhando com 60% da seção, para conduzir uma vazão de 2 l/s.
Resp.: Io= 0,00044 m/m
5) Um bueiro circular de concreto (n = 0,015) deverá conduzir uma descarga máxima prevista de 2,36 m3/s. O declive será de 0,2 por mil. Exige-se que a seção transversal de escoamento atinja no máximo 90% da seção total. Calcule o diâmetro.
Resp.: D=2,13m
6) Um emissário foi projetado para escoamento a ¾ da seção com a vazão de 125 l/s e declividade de 0,008 m/m. 
a) Determinar o seu diâmetro, a lâmina líquida e a velocidade correspondente.
b) Determinar a máxima vazão com o diâmetro calculado no item a.
Rugosidade equivalente
Determine a capacidade de vazão de um canal para drenagem urbana, com 2,0m de base e 1,0m de altura d’água, declividade de fundo igual à Io = 0,001 m/m e taludes 1,5H:1V. 
O fundo corresponde a canal dragado em condições regulares e os taludes são de alvenaria de pedra aparelhada em boas condições.
Verifique se esta seção é de mínimo perímetro molhado.