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4. Uma combinação de um vertedor trapezoidal tipo cipoleti, parede fina, e um tubo curto em concreto com entrada em aresta viva, de 300 mm de diâmetro e 12 m de comprimento, com escoamento livre a jusante é colocada em um canal retangular, como mostrado a seguir. Considerando que a máxima vazão possível que passa somente pelo tubo curto seja igual a 0,21 m3/s e desprezando a carga cinética de aproximação para a estrutura e não corrigindo o coeficiente de vazão do orifício pelo fato da contração incompleta, calcular a profundidade H a montante da estrutura para uma vazão total de 0,6 m3/s.

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ano passado

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ano passado

Para resolver essa questão, precisamos aplicar o princípio da conservação de massa e a equação de continuidade. 1. Vazão total (Q): A vazão total é dada como 0,6 m³/s. 2. Vazão pelo tubo (Q_tubo): A vazão máxima que passa pelo tubo é 0,21 m³/s. 3. Vazão pelo vertedor (Q_vertedor): A vazão que passa pelo vertedor pode ser calculada subtraindo a vazão do tubo da vazão total: \[ Q_{vertedor} = Q_{total} - Q_{tubo} = 0,6 \, m³/s - 0,21 \, m³/s = 0,39 \, m³/s \] 4. Cálculo da profundidade H: Para calcular a profundidade H a montante da estrutura, precisamos usar a fórmula do vertedor trapezoidal. A fórmula geral para a vazão em um vertedor trapezoidal é: \[ Q = \frac{2}{3} C_d b H^{3/2} \] onde: - \(C_d\) é o coeficiente de descarga (que pode ser considerado como 1 para simplificação), - \(b\) é a largura do vertedor, - \(H\) é a profundidade da água. Para um vertedor trapezoidal tipo cipoleti, a largura \(b\) pode ser considerada como a largura da parte superior do vertedor. Se não for fornecida, você precisará desse valor para prosseguir. 5. Substituindo os valores: Com a largura do vertedor e o coeficiente de descarga, você pode rearranjar a equação para resolver H. 6. Resultado: Após calcular H, você terá a profundidade a montante da estrutura. Se precisar de mais detalhes sobre como calcular a largura ou o coeficiente de descarga, me avise!

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