Resumo P2 - Hidraulica

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Resumo P2
Energia Total e Energia Específica
Considerando pressão hidrostática, a Energia ou Carga Total em uma certa seção transversal de um canal poder ser calculada por:
 H= z + y + V²/ 2g
Energia ou Carga Específica
É a energia (carga) disponível em uma seção, tomando como plano de referência um plano horizontal passando pelo fundo do canal, naquela seção. Energia Específica é a distância vertical entre o fundo do canal e a linha de energia, ou seja é a energia do escoamento decorrente de sua profundidade e velocidade.
Curva de Energia Específica
Com referência ao gráfico anterior, pode-se observar que: ◦ Existem duas possibilidades de veicular uma vazão Q no canal;
Estes dois escoamento apresentam características diferentes, o de altura normal y1 é chamado de lento, fluvial ou subcrítico, já o de altura normal y2 é chamado de escoamento rápido, torrencial ou supercrítico;
Existe um ponto de energia mínima em que a vazão é máxima. A profundidade associada a este ponto denomina-se profundidade crítica yc;
Se y > yc → V < Vc, escoamento subcrítico;
Se y < yc → V > Vc, escoamento supercrítico;
Se y = yc → V = Vc, escoamento crítico;
Uma diminuição no nível de energia específica disponível provoca um abaixamento na linha d’água no escoamento fluvial e uma elevação no torrencial;
Escoamento Crítico
O escoamento crítico ocorre quando a energia específica é mínima para uma dada vazão.
Algumas considerações sobre escoamento crítico:
Observando a curva de energia específica:
Quando o escoamento está no estado crítico, ou perto dele, variações menores na energia específica perto do escoamento crítico causam variações maiores em profundidade, fazendo com que o escoamento fique instável;
O escoamento crítico é caracterizado pelas seguintes condições:
A energia específica é um mínimo para determinada vazão;
A carga de velocidade é igual à metade da profundidade hidráulica;
O número de Froude é igual a unidade;
A descarga é um máximo para uma determinada energia específica;
A velocidade de escoamento em um canal de pequena inclinação é igual a velocidade de pequenas ondas gravitacionais causadas por distúrbios locais.
Velocidade crítica e celeridade
Vw: velocidade absoluta 
c: celeridade, ou seja, velocidade da onda em relação à água.
Esta relação indica um método simples e prático para estabelecer se o escoamento em uma seção de um canal é subcrítico ou supercrítico.
O regime subcrítico ou fluvial é controlado por alguma característica colocada a sua jusante e as perturbações propagar-se-ão para montante;
O escoamento supercrítico ou torrencial ignora o que está acontecendo águas abaixo;
6. APLICAÇÃO DE ENERGIA ESPECÍFICA EM TRANSIÇÕES 
Aplicações da Energia Específica em Transições 
 A mudança do regime pode ocorrer devido à presença de uma transição 
Redução de largura;
Elevação do nível de fundo;
Combinação dos dois efeitos.
6. RESSALTO HIDRÁULICO
O ressalto hidráulico é um fenômeno que ocorre na transição de um escoamento torrencial ou supercrítico para um escoamento fluvial ou subcrítico; 
O escoamento é caracterizado por uma elevação brusca no nível d’água, em uma distância curta, acompanhada de uma instabilidade na superfície com ondulações e entrada de ar do ambiente; 
Ocorre perda de energia em forma de turbulência;
O ressalto ocupa posição fixa em um leito uniforme, desde de que o regime de escoamento seja permanente e pode ser considerado uma onda estacionária; 
O ressalto hidráulico é utilizado como dissipador de energia cinética de uma lâmina líquida que desce o paramento de um vertedor, evitando o aparecimento de processos erosivos no leito do canal de restituição; 
O ressalta hidráulico é utilizado, também, para promover a mistura de produtos químicos em estações de tratamento de água e esgoto;