2. Dimensione um canal circular, para a seção de máxima eficiência, para conduzir uma vazão de 0,1 m³/s, em concreto (n = 0,015), com declividade d...

Para dimensionar um canal circular, para a seção de máxima eficiência, para conduzir uma vazão de 0,1 m³/s, em concreto (n = 0,015), com declividade de 0,1 m/km e velocidade máxima de 5 m/s, podemos utilizar a equação de Manning-Strickler: Q = (1/n) * A * R^(2/3) * S^(1/2) Onde: - Q é a vazão (0,1 m³/s); - n é o coeficiente de rugosidade (0,015 para concreto); - A é a área da seção transversal do canal (π * D² / 4, onde D é o diâmetro do canal); - R é o raio hidráulico (A / P, onde P é o perímetro molhado do canal, que é igual a π * D); - S é a declividade (0,1 m/km = 0,0001 m/m). Podemos reorganizar a equação para isolar o diâmetro do canal: D = (4 * Q / (π * n * R^(2/3) * S^(1/2)))^(1/2) Para encontrar o raio hidráulico, podemos utilizar a fórmula: R = A / P = (π * D² / 4) / (π * D) = D / 4 Substituindo os valores na equação, temos: D = (4 * 0,1 / (π * 0,015 * (D/4)^(2/3) * 0,0001^(1/2)))^(1/2) Resolvendo a equação, encontramos D = 1,05 m. Para calcular o número de Froude, podemos utilizar a fórmula: Fr = V / (g * R * S)^(1/2) Onde: - V é a velocidade (5 m/s); - g é a aceleração da gravidade (9,81 m/s²); - R é o raio hidráulico (0,2625 m, metade do diâmetro); - S é a declividade (0,0001 m/m). Substituindo os valores na equação, temos: Fr = 5 / (9,81 * 0,2625 * 0,0001)^(1/2) = 16,1 Como o número de Froude é maior que 1, o escoamento se dará em regime turbulento.