APS CANAL 6 semestre

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ATIVIDADE PRÁTICA SUPERVISIONADA
AD - 564X - REFERENTE AO 6° SEMESTRE
ENGENHARIA CIVIL
SANTOS -SP
2018
ATIVIDADE PRÁTICA SUPERVISIONADA
DIMENSIONAMENTO DE CANAIS
WAGNER PEREIRA DE MORAIS 
RA: T62407-0
Trabalho apresentado á Universidade Paulista – UNIP como requisito para obtenção de nota na disciplina de Atividades Prática Supervisionada.
SANTOS -SP
2018
RESUMO
Esta atividade visou a estudar o dimensionamento de um canal para escoamento em uma superfície livre. Assim, procurou-se analisar todos os aspectos associados a um canal, neste sentido com o auxílio de pesquisas realizadas e informações colhidas, consegui coletar informações suficientes para a elaboração deste conteúdo.Foi analisado também os acessórios e os órgãosnecessários para manter o perfeitofuncionamento de um canal.Os projetos que por sua vez são classificados em quatro formas geométricas, como retangular,trapezoidal,triangular e semicircular, uma das formas mais utilizadas e o trapezoidal que será a forma utilizada nesta pesquisa tema.
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO................................................................................................04
2. OBJETIVO.....................................................................................................05
3. RESUMO TEÓRICO......................................................................................05
3.1 - Elementos geométricos de um canal..................................................05
3.2 - Tipos de escoamento...........................................................................06
4. FÓRMULAS...................................................................................................07
5. DADOS DO CANAL......................................................................................08
6. MATERIAIS E MÉTODOS.............................................................................09
7. MÉTODOS.....................................................................................................09
8. CALCULO DO CANAL.................................................................................10
8.1Área molhada.........................................................................................10
8.2 Perímetro molhado................................................................................11
8.3 Raio hidráulico.......................................................................................11
8.4 Declividade.............................................................................................11
8.5 Vazão.......................................................................................................11
8.6 Vazão especifica....................................................................................11
8.7 Número de Froid.....................................................................................12
8.8 Profundidade critica..............................................................................12
8.9Fórmula de Manning..............................................................................12
9.REPRESENTAÇÃO DA SEÇÃO ESTUDADA.............................................13
10. ANÁLISE DOS RESULTADOS...................................................................13
11. CONCLUSÃO..............................................................................................13
12. BIBLIOGRAFIA...........................................................................................13
4
1. INTRODUÇÃO
	
O dimensionamento de canaiscom escoamento em superfície livre é um problema frequente na Engenharia Civil e nele estão envolvidas questões de váriaíndole, obrigando adiversas decisõesetomadasde posição porparte do profissional. Assim, por exemplo,a escolha da configuração da secção transversal de um canal está relacionada, não só, com a ordem de grandezadoscaudais a escoar, mas também com as características dos terrenos atravessados ea topografialocal que, igualmente, determinam o traçadodoseu perfil longitudinal, nomeadamente, no que se refere à inclinação. 
Quando o dimensionamentoacimareferidosedestinaacoletores deesgoto deáguas residuaisoupluviaise os caudais envolvidossãodepequenaoumédiagrandeza, a secção geométrica normalmente escolhida para o canal é a circular.
Os canais podem ser classificados como naturais, que são oscursos d’agua existentes na Natureza, como as pequenas correntes, córregos, rios,estuários, etc., ou artificiais, de seção aberta ou fechada,construídos pelohomem, como canaisde irrigação, de navegação, aquedutos, galerias,etc. 
Os canais podem ser ditos prismáticos se possuírem ao longo do comprimento seção reta e declividade de fundo constante; caso contrário,são ditos não prismáticos.
2 - OBJETIVO 
O objetivo visa aplicar a teoria ministrada em sala de aula deforma exemplificar possíveis procedimentos dodia a dia de um Engenheiro Civil noemdemandastopográficas e em área referentes à hidráulica. 
3 – RESUMO TEÓRICO 
3.1 - Elementos geométricos de um canal: 
Os elementosgeométricosconstituempropriedades da secção transversal docanal, asquaispodemser caracterizadas pela formageométrica e pela altura de água. Estes elementos sãoindispensáveis ao dimensionamento hidráulico. Nocaso de secções simples e regulares, os elementoshidráulicossãoexpressos e relacionados entre si tematicamente em função da alturadeágua no canal. No entanto,no caso desecções mais complexas e não uniformes como são os canais naturais, não há uma equação simplesque possa correlacioná-los, uma vez que são variáveis. Os principais elementos geométricos são:
i= declividade do fundo (m/m); 
J= declividade da linha d’água (m/m); 
I= declividade da linha de energia (m/m); 
∆e= perda de energia ou carga (m); 
L= comprimento do conduto (m); 
J - perda de energia ou carga linear (m/m) 
X - espaçamento horizontal do conduto (m); 
g - aceleração da gravidade local (9,81m/s2); 
γ - peso específico do fluido (γH2O≅1.000kg/m3); 
Q - vazão em volume (m3/s); 
q - vazão específica ou linear (m3/s*m); 
A - Área molhada: área da secção transversal ocupada pela água. 
P - Perímetro molhado: comprimento da linha de contato entre a água e as paredes e o fundo do canal. 
Rh - Raio hidráulico: resultado da divisão da área molhada pelo perímetro molhado. 
Y - Altura d’agua ou tirante da água: É a distância vertical do ponto mais baixo da seção do canal até a superfície livre.
h - Altura de escoamento da seção: é a altura do escoamento medida perpendicularmente ao fundo do canal. 
B - Largura do topo: É a largura da seção do canal na superfície livre, função da forma geométrica da seção e da altura d’agua. 
Hm - Altura hidráulica ou altura média: é a relação entre a área molhada e a largurada seção na superfície livre. É a altura de um retângulo de área equivalente à área molhada.
Hm = A
 B
n - Coeficiente de rugosidade: fornecido em tabelas, sendo função da natureza das paredes.
3.2 - Tipos de escoamento: 
· Permanente;
A velocidade de um ponto qualquer não varia no tempo. 
Q=cte
Ex: canais revestidos. 
· Não Permanente;
A velocidade varia com o passar do tempo. 
Q=cte
Vmed=cte
Y=cte
Ex: Uma onda de cheia em um rio. 
· Permanente e Uniforme;
É uniforme desde que as velocidades locais sejam paralelas entre si e constantes ao longo de uma mesma trajetória. 
Q=cte
A ≠ cte
Vmed=cte
Ex: Canais de irrigação. 
· Permanente e Não Uniforme;
Pode ser permanente ou variável, acelerado ou desacelerado, se a velocidade aumenta ou diminui no sentido do movimento. 
Q ≠ cte
Ex: Ressalto hidráulico. 
4 – FÓRMULAS
Perímetro Molhado
Pm= b . 2 . Y
Raio Hidráulico
Rh =Am
Pm
Declividade
S = ∆h
 L
Vazão
Q = V . A
Vazão especifica
q = Q
b
Número de Froid
Fr = v
 √ L .g
Profundidade crítica
Yc = Sq2
√g
Formula de Manning
Q =1 .A . Rh 2/3 . S1/2
n
Área da molhada
A2 = p .(d3 – d1)
 2
A4 = p .(d5 – d3)
 2
A6 = p .(d7 – d5)
 2
Am = ∑Ai
5 – DADOS DO CANAL
Córrego Ubatuba
Município:Peruíbe SP
Sub Bacia: Ribeirinha
Dados Topográficos: 
Altitude: 1003,00m 
Latitude: W15°43' 41"Longitude: N47°54' 33"
Fonte: SABESP – Companhia de Saneamento Ambiental de Peruíbe. (2016)
6 – MATERIAIS E MÉTODOS
Barbante: Utilizado para medição prévia de pontos de difícil acesso
Trena: Utilizada para obter a medida precisa e definitiva de cada ponto avaliado
7 - MÉTODOS:
Com a ajudade umbarbante, mediu-se o tamanho da seçãoanalisada umaparte mais retafoi escolhida paraobterdadosmaisprecisos,paralocaisdedifícil acessofoi utilizadotambémum galho firme para mediraprofundidade (Y)do canal, e outro para medir a distância entre uma profundidade e outra. 
Visita ao local para obtenção de dadosFonte própria
A cotaem 2pontosextremosfoimedida, bem comoadistância entreeles,paraocálculo da declividade. 
A velocidadedeescoamentodaáguadeum riodepende da declividadedos canais fluviais.Quantomaiora declividade, maiorseráavelocidade de escoamento.A9ssim, os hidrogramas de enchente serãotanto mais pronunciados e estreitos, indicando maiores variaçõesde vazões instantâneas. 
De acordo com a largura dorio, foi medida a altura da linha d’água (Y)em cada uma das subseções, como a larguraescolhida é de 7,40mutilizou-se a medida de 1 metro entre as medições.
	Profundidade
	Y1
	37,0 cm
	Y2
	49,5 cm
	Y3
	46,7 cm
	Y4
	43,0 cm
	Y5
	45,7 cm
	Y6
	51,0 cm
	Y7
	28,0 cm
	Y
	49,98 cm
8 – CÁLCULO DO CANAL
8.1 ÁREA MOLHADA 
Para calcular a área molhada (A) foi utilizada as fórmulas 3.9 como segue:
A2 = p .(ds – d1)
 2
A2 = 0,4298 .3 – 1
 2
A2 = 0,4298 m2
A4 = p .(d5 – d3)
 2
A4 = 0,4298 .5– 1
 2
A4 = 0,4298 m2
A6 = 0,4298 .7– 5
 2
A6 = 0,4298 m2
Am= ∑ Am
Am= A2 + A4 + A6
Am= 0,4298 + 0,4298 + 0,4298
Am= 1,29 m2
8.2 PERIMETRO MOLHADO
Pm = b . 2 . Y
Pm = 7 . 2 . 0,4298
Pm = 7,8568m
8.3 RAIO HIDRÁULICO
Rh = Am
Pm
Rh = 1,28
7,8568
Rh = 0,163m
8.4 DECLIVIDADE
S = ∆h
 L
S = 1,23 – 0,33
 41,1
S = 0,0218
8.5 VAZÂO Calculo declividade
Ym=1,23m
Q = V . AYj=0,33m
 L= 41,1m
Q = 1,28 . 1,46
Q = 1,868 m3/s
8.6 VAZÂO ESPECIFICA
q = Q
b
q = 1,868q = 0,26m3/s.m
 7
8.7 NÚMERO DE FROID
Fr= v
 √ L.g
Fr= 1,46
 √ 7 . 9,81
Fr= 0,176
8.8 PROFUNDIDADE CRITICA
Yc = S q2
√g
Yc = S 0,262
√9,81
Yc = 0,19 m
8.9 FÓRMULA DE MANNING
O coeficiente de Manning foi obtido na tabela 12.2 
2
, A natureza das paredes do canal adotada foi: 
“Canal com leito pedregoso e talude/ vegetal em boas condições”
O coeficiente de Manning foi obtido na tabela 12.2 
2
, A natureza das paredes do canal adotada foi: 
O coeficiente de Manning foi obtido na tabela 12.2 
2
, A natureza das paredes do canal adotada foi: 
O coeficiente de Manning foi obtido na tabela 12.2 
2
, A natureza das paredes do canal adotada foi: 
O coeficiente de Manning foi obtido na tabela 12.2 
2
, A natureza das paredes do canal adotada foi: 
O coeficiente de Manning foi obtido na tabela. A natureza das paredes o canaladotada foi: 
“Canal com leito pedregoso e talude/vegetal em boas condições” n = 0,030
Q = 1 .A . Rh 2/3 . S1/2
n
Q = V . A
V . A = 1 .A . Rh 2/3 . S1/2
n
V = 1 . Rh 2/3 . S1/2
n
V = 1 .0,1632/3 . 0,02181/2
 0,03
V = 1,46 m/s
9.REPRESENTAÇÃO DA SEÇÃO ESTUDADA
10. ANÁLISE DOS RESULTADOS
Com base nos dados, concluiu-se que o escoamento é subcrítico (Fr = 0 ,176) por ser Fr< 1. 
A vazão do conduto é de 1,868m2 /s ou 1868l/s, a velocidade média é de 1,46m/s e o Yc= 0,19m
11. CONCLUSÃO
O valor acadêmicoadquirido com essetipo de experiência é muito relevante e leva ao alunoa estudara possibilidadedeseguir carreira nesse ramo da Engenharia. O estudo do conduto emquestão mostrou o valor de formulas como a de Manning para a obtenção de um resultado considerável bem como a ponderação eficiente dos dados do canal para o uso adequado da tabela contendo o coeficiente. 
Muitodo que foi ministrado na aulafoi colocadoa provae paraoestudode vários fatores houve a necessidade de buscar novas fontes de conhecimento. 
12. BIBLIOGRAFIA 
1. http://www.engenhar iacivil.com/ canais-escoamento-superficie-livre 
(Acessado em 01/11/2017). 
2.Porto. Rodrigo de Melo, “Hidráulica Básica”, Editora EESC USP 2006. 
3.Munson, Young e Okiishi: “Fundamentos da Mecânica dos Fluidos”, Editora Edgard BlücherLtda, 1997. 
4.Josie, Jacob:“IntroductiontoHydraulicsandFluidMechanics”, Harper &Brothers Publishers, New York, EUA, 1952. 
5.Cursode Hidráulica. Escola Superior deTecnologia. Universidade do Algarve. Área Departanental de Engenharia Civil. Núcleo de Hidráulica e Ambiente. Faro, Portugal, fevereiro, 2001;
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