19 HIDRÁULICA Condutos livres Energia Específica Eq Chezy

Prévia do material em texto

27/10/2020
1
Condutos Livres. Energia Específica. 
Equação de Chezy
Jaime Cabral
Problema 
dos três 
reservatórios
1
2
27/10/2020
2
Problemas dos três Reservatórios (Cont.)
Segundo Passo
Em seguida, calcula-se ZE, as velocidades e 
as vazões
Causas do Golpe 
de Ariete
3
4
27/10/2020
3
Celeridade
Velocidade da Onda de Pressão
Período da Canalização
5
6
27/10/2020
4
Condutos Livres
Escoamento à Superfície Livre
- Rios
- Canais
- Riachos
• Escoamento submetidos à pressão atmosférica
• Escoamento produzido pela força da gravidade 
(m g senq )
• Escoamento sempre descendo (sempre 
procurando a cota mais baixa)
7
8
27/10/2020
5
Geometria dos condutos Livres
Escoamento Permanente e Uniforme
9
10
27/10/2020
6
Equação de Chezy
Coeficiente de Manning
v = C RH
1/2 i1/2
v = n-1 RH
2/3 i1/2 n = 0,012 cimento muito liso
n = 0,014 cimento não completamente liso
n = 0,016 concreto rugoso
n = 0,018 concreto muito rugoso e traçado tortuoso
n = 0,025 canais de terra
n = 0,035 canais de terra com cascalho e 
vegetação
Parâmetros 
Adimensionais
Número de Reynolds (Re)
Número de Froude (Fr)
Número de Reynolds -
Diferencia os regimes 
de escoamento, em
laminar e turbulento;
ou
Número de Froude, mais 
utilizado em condutos livres 
como canais, vertedores, 
portos, quebra-mares. Util 
nos cálculos de ressalto 
hidráulico, no projeto de 
estruturas hidráulicas
11
12
27/10/2020
7
Perfil de Velocidades
Variação de Velocidade numa seção
13
14
27/10/2020
8
Escoamento Subcrítico e Supercrítico
Escoamento Fluvial (subcrítico) v < c ou Froude <1
Uma perturbação consegue propagar-se para montante
Escoamento crítico v=c ou Froude=1
Escoamento Torrencial (supercrítico) v > c ou Froude > 1
Uma perturbação não consegue se propagar para montante
Energia 
Específica
Equação de Bernoulli
(energia mecânica total do escoamento) 
Energia 
Específica
Colocando em função 
da profundidade da 
água
15
16
27/10/2020
9
Regimes Recíprocos
yf e y t são profundidades alternadas 
Para uma mesma energia 
específica é possível ter duas 
profundidades diferentes (uma no 
regime fluvial e uma no 
torrencial) 
Um aumento de vazão 
produz um 
deslocamento na curva 
da energia específica 
para frente e para cima
Seção 
mista
17
18
27/10/2020
10
Seção composta
Calha ampliada
(Seção expandida)
Uma sugestão é fazer a calha principal para tempo de 
retorno de 10 ou 25 anos e fazer a calha expandida 
para tempo de retorno de 50 ou 100 anos
19
20