Aula 02 CANAIS Regimes Transientes

INSTITUTO FEDERAL DA BAHIA - IFBA
DEPARTAMENTO DE ENSINO – DEPEN
COORDENAÇÃO DE ENGENHARIA AMBIENTAL

OBRAS HIDRÁULICAS
Energia Específica e regimes de escoamento

Prof. Felizardo A. Rocha
E-mail: [e-mail]

Energia específica
(1)

(2)

Linha En e 2

v
2g

rgética

E = h

E1

v2
2g

y y E2 y Z1

Z2

Etotal= H = carga total = y + v2/2g + z z1  y1 

v12 v2  z 2  y 2  2  E
2g
2g

Gradiente hidráulico = z + y

Eespecífica= y + v2/2g

H = z + y + V2/2g
Carga Cinética
Carga Altimétrica

Carga Piezométrica

A partir do fundo do canal (Bakmeteff em 1912)
Energia ou carga específica E = y + V2/2g

Energia Específica (E): é a quantidade de energia, por unidade de peso do líquido, medida a partir do fundo do canal, ou seja, o plano de referência passa a ser o fundo do canal

Escoamentos Livres
Assim, para uma dada Vazão Q a Energia Específica (E) é a distancia vertical entre o fundo do canal e a linha de energia, correspondendo à soma de duas parcelas, ambas funções de y

Q= A.V
Substituindo V da equação da continuidade em v2, tem-se:

Energia Específica



v2
E y 
2g



Q2
E y 
; mas A  funcao ( y )
2 g A2

Considerando vazão constante e, a area função da profunidade (y), a energia específica (E) dependerá apenas de y:

Energia Específica



v2
E y 
2g



Q2
E y 
; 
2 g A2

Q2
E y 
2 g f ( y )2

E y 

Q2
2

2gA

Fixando-se uma vazão Q, temse:

E = E1 + E2 onde

E1 = y

f(y)

E2 = Q2/[2gA2]

E∞

Energia mínima Ec  yc  Profundidade Crítica

Escoamentos Livres
Energia Específica

v2
E y 
2g





y

Q2
E2 
2g f (y) 2

E1 = y

+

Q2
E y 
; mas A  f ( y )
2
2g A

=

yf

E = E 1 + E2

yc yt Ec
Energia Crítica Ec 



E

Pr ofundidade Crítica  yc 

Y > yc  região do escoamento Subcrítico, Fluvial ou Tranqüilo ou Superior
Y < Yc  região do escoamento Supercrítico, Torrencial ou Rápido ou Inferior

E

No regime crítico a energia é mínima Pela Figura acima, tem-se:
a) Existência de E mínimo  Ec  energia crítica  Yc 