Unidade+3 3

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Unidade 3 seção 1, 2 e 3
Plano de ensino
Elementos geométricos dos canais
Segundo Porto (2006), os canais podem ser classificados em naturais e artificiais,
Os canais naturais são aqueles que ocorrem naturalmente em nosso meio, como e caso dos corpos hídricos. 
Os canais artificiais, de seção aberta ou fechada, são aqueles construídos pelo homem, categoria esta que inclui as redes coletoras de esgoto e canais de irrigação.
Área molhada: é a área de água contida no canal
 Perímetro molhado: ao perímetro em corte transversal do canal que está em 
contato com a água transportada
Raio Hidráulico
Exercício 1
 Observando um canal retangular, Ah, Ph e o RH do canal dados: B = 6,50m e H=1,00 m.
Exercício 2
 Dado o canal trapezoidal esquemático abaixo, calcule a largura B, Ah, Ph e o RH sabendo que: 
A = 2,50m α = 60º H = 1,50m 
Considera-se que a velocidade aumenta desde a superfície até determinada profundidade, no entanto, a partir desse ponto, há a redução dessa profundidade. Isso proporciona uma frente vertical com tendência parabólica. A velocidade máxima se encontra pouco abaixo da superfície livre, justamente pelo atrito com o ar e, no centro da seção, pelo atrito com a lateral do canal. 
Número de FrOUDE
Segundo Porto (2006), o escoamento crítico pode ser definido como a fase de energia específica mínima para determinada vazão.
Número de froude
Quando Fr <1 dizemos que o regime é subcrítico ou fluvial e o escoamento é dominado mais pelas forças gravitacionais que pelas forças inerciais ou ainda a energia potencial (altura da lâmina d’água) reina sobre o escoamento. Assim temos níveis d’água maiores, velocidades menores e águas calmas como os rios do pantanal. Quando Fr >1 temos regime supercrítico ou torrencial onde as forças inerciais e a energia cinética toma conta da água. É o caso de enxurradas, cachoeiras, vertedores....
O escoamento intermediário a essas fases é o critico, fase de energia mínima para determinada vazão. Há equilíbrio entre as forças cinéticas e gravitacionais: Fr = 1.
Exercício 3
Exercício 4
Exercício 5
Determinada galeria de aguas pluviais e constituída de concreto (n=0,013), tem diâmetro de 90 cm e declividade de fundo Io = 0,0035m/m. Sabendo que a galeria conduz a vazão de 850 L/s em regime permanente e uniforme, pode-se determinar a altura da lâmina d’agua.
Unidade 4.1
Hidrometria
Hidrometria
A área da hidrodinâmica que estuda as medições de vazão e velocidade.
hidrometria
Escoamentos livres, sendo eles:
orifícios, bocais e vertedouros.
orifício
Orifício como uma abertura de perímetro fechado, de forma geométrica definida (circular, triangular, retangular etc.), realizada na parede de determinado reservatório ou de determinado canal ou conduto em pressão, pela qual o liquido escoa em virtude de sua energia potencial e/ou cinética.
Classificação de orifício
Com base no local onde ocorre esse escoamento, surgem algumas classificações:
descarga livre ou afogada.
A descarga livre ocorre quando esse orifício verte líquido para uma determinada região submetida a pressão atmosférica. Por outro lado, quando esse escoamento é direcionado as regiões em que há continuação do escoamento anterior, ou seja, há quantidade de líquido acima do nível do orifício, essa descarga e denominada afogada ou submersa
A classificação que leva como parâmetro a forma geométrica do perímetro tem como principais categorias as formas: circular, retangular e triangular.
Já a classificação que leva em consideração a orientação do orifício pode ser vertical, horizontal ou inclinado em relação a superfície do escoamento.
No que se refere à carga sobre o orifício em comparação ao seu tamanho, pode-se classificá-lo em pequeno ou grande, sendo que o primeiro seria para uma medida vertical do orifício menor que um terço da carga de líquido acima desse orifício.
Velocidade
Cd é o coeficiente de vazão ou descarga, que relaciona a
contração da área e a relação entre a velocidade real e a velocidade teórica.
Exercício 1
bocais
Bocal de borda
Por outro lado, se o bocal se encontra interno é denominado como bocal de borda, e a configuração do jato se altera
Vertedores
Os vertedores são dispositivos instalados, em geral, perpendicularmente ao fluxo de água. Trata-se de uma barreira que tem por objetivo forçar o acúmulo de água a sua montante, extravasando o volume que superar o limite de sua soleira. Suas fórmulas de vazão são mais complexas e condicionadas a diversos fatores.
Exercício 2
Exercício 3
Questão 4 ENADE 2017 Engenharia civil