Em um canal retangular de largura b=4 m, declividade de fundo I=0,0005 m/m, coeficiente de rugosidade n=0,024, escoa, em regime uniforme, uma vazão Q=2 m³/s. Determine a energia específica e o tipo de escoamento e, para a vazão dada, a altura crítica, a energia específica crítica e a velocidade crítica.

Question

Em um canal retangular de largura b=4 m, declividade de fundo I=0,0005 m/m, coeficiente de rugosidade n=0,024, escoa, em regime uniforme, uma vazão...

Ed · Answer

Para resolver essa questão, vamos seguir os passos necessários:

1. **Cálculo da área de escoamento (A)**:
   A área de escoamento em um canal retangular é dada por:
   $$
   A = b \cdot h
   $$
   onde $ b $ é a largura do canal e $ h $ é a altura da água.

2. **Cálculo da vazão (Q)**:
   A vazão é dada por:
   $$
   Q = A \cdot V
   $$
   onde $ V $ é a velocidade do escoamento. Assim, podemos expressar a velocidade como:
   $$
   V = \frac{Q}{A} = \frac{Q}{b \cdot h}
   $$

3. **Cálculo da altura crítica (h_c)**:
   A altura crítica para um canal retangular é dada por:
   $$
   h_c = \left( \frac{Q^2}{g \cdot b^2} \right)^{1/3}
   $$
   onde $ g $ é a aceleração da gravidade (aproximadamente $ 9,81 \, m/s^2 $).

4. **Cálculo da energia específica (E)**:
   A energia específica é dada por:
   $$
   E = h + \frac{V^2}{2g}
   $$
   onde $ h $ é a altura da água.

5. **Cálculo da energia específica crítica (E_c)**:
   A energia específica crítica é dada por:
   $$
   E_c = h_c + \frac{V_c^2}{2g}
   $$
   onde $ V_c $ é a velocidade crítica, que pode ser calculada como:
   $$
   V_c = \sqrt{g \cdot h_c}
   $$

6. **Tipo de escoamento**:
   O tipo de escoamento pode ser determinado pela comparação entre a energia específica e a energia específica crítica. Se $ E  E_c $, é subcrítico.

Agora, você pode aplicar os valores fornecidos para calcular cada uma dessas variáveis. Se precisar de ajuda com os cálculos, é só avisar!

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EXERCICIO 2 AVALIAÇÃO

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EXERCICIO 2 AVALIAÇÃO

Uma galeria foi implantada em concreto moldado in loco, de forma retangular com largura de base de b=4,0 m. Sabendo-se que ela deverá funcionar com uma profundidade de fluxo y=1,70 m e que a velocidade média de escoamento prevista é de 3,5 m/s, pede-se calcular a vazão transportada.

No canal retangular com largura de b=8 m, coeficiente de rugosidade n=0,0205, declividade de I=0,0009 m/m, para funcionar em condições de máxima eficiência conduzindo Q=40 m³/s. Verificar se o escoamento é subcrítico ou supercrítico.

Determine a profundidade e a energia crítica em um canal retangular transportando uma vazão de 10 m³/s. Largura da base do canal igual a 3 m.

Determine a profundidade e a energia crítica em um canal triangular, com taludes 1V:2H, transportando uma vazão de 10 m³/s.

Determine a profundidade e a energia crítica em um canal trapezoidal, com taludes 1V:1H, largura de leito de 3,95 m, transportando uma vazão de 10 m³/s.

Para escoamento de uma vazão em uma galeria circular de águas pluviais de 400 litros/s numa galeria de concreto (n=0,014) com declividade longitudinal de 0,5%, qual deve ser o diâmetro adotado? (Diâmetros comerciais 40 cm, 60 cm, 80 cm, 100 cm, 120 cm)

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