HIDROLOGIA E HIDRÁULICA
APLICADAS (LOB1216)
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Aula 6
Escoamento em condutos livres
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Escoamento uniforme em canais. ▫ Em canais abertos, o fluxo uniforme deve satisfazer as seguintes condições: ▫. A profundidade da água, a área do fluxo, ...
Tipologia: Esquemas
2022
1 / 46
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HIDROLOGIA E HIDRÁULICA
APLICADAS (LOB1216)
G
Aula 6
Escoamento em condutos livres
Canais – Condutos livres –
Canais
Canais – Condutos livres –
Canais
Canais – Condutos livres –
Canais
Definições geométricas e hidráulicas para descrever
o fluxo de água ao longo da seção de um canal
aberto:
Elementos geométricos de um canal
Trapezoidal
Elementos geométricos de um canal
Retangular
Classificação dos escoamentos
em canais
Canais – Condutos livres –
Canais
No fluxo instável, a descarga e a profundidade da água em
qualquer seção da extensão se alteram com o tempo. Variado instável
Escoamento uniforme em
canais
Em canais abertos, o fluxo uniforme deve satisfazer as seguintes condições: A profundidade da água, a área do fluxo, a descarga e a velocidade de distribuição devem permanecer as mesmas em todas as seções de toda a extensão do canal. A EGL, a superfície da água e o fundo do canal devem estar paralelos uns aos outros. Para um canal aberto uniforme, um diagrama de corpo livre pode ser extraído entre duas seções adjacentes (o volume de controle) para demonstrar o equilíbrio dos componentes de força da gravidade e da resistência (figura a seguir).
Escoamento uniforme em
canais
As forças atuando sobre o corpo livre na direção do fluxo incluem: as forças de pressão hidrostáticas, F 1 e F 2 , atuando sobre o volume de controle; o peso do corpo de água na extensão, W, que possui um componente, W sen q, na direção do fluxo e a força de resistência, F f , exercida pelo canal (fundo e margens) no fluxo. O somatório de todos esses componentes de força na direção do canal resulta em
Escoamento uniforme em
canais
O componente de força da gravidade pode, então, ser escrito como A força de resistência total pode ser escrita como
Para fluxo uniforme, S
0
= S
e
Essa equação é conhecida como fórmula de Chezy para
fluxos em canais abertos. 17