Condutos livres

Cap. 5 _________________________________________ESCOAMENTOS EM CONDUTOS LIVRES
Características e Dimensionamento

64

5. CONDUTOS LIVRES

5.1 Generalidades

São quaisquer condutos, em que a parte superior do líquido está sob pressão atmosférica, e é um sistema de condução de fluidos, já há muito usado pelo Homem. 5.2 Movimento uniforme em canais

Em condições normais, tem-se nos canais um movimento uniforme, ou seja, a velocidade média da água é constante ao longo do canal como um todo. Existem várias equações para o cálculo da velocidade média da água (v) em um canal, porém as mais utilizadas são as de Chezy e de Manning. A primeira equação pode ser expressa da seguinte forma:

v = C . Rh . S sendo Rh = raio hidráulico (A/P); S = declividade do canal, m/m. C = coeficiente de Chezy;

O coeficiente C depende dos parâmetros de resistência ao escoamento e da seção transversal e pode ser expresso da seguinte forma:

C=

8g f

em que, f é o fator de atrito da equação de perda de carga (a ser abordada com detalhes no item seguinte) e g é a aceleração local da gravidade. A equação de Manning é baseada na equação anterior, mas com uma mudança no coeficiente C, que pode ser escrito como:

C=

Rh 1 / 6 n

em que, n é uma característica da rugosidade da superfície (tabelado). Substituindo o valor de C na equação de Chezy tem-se:

V=

1 . Rh 2 / 3 . S 1 / 2 n

_________________________________________________________________________________________APOSTILA DE HIDRÁULICA_____________________________

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

_________________________________________ESCOAMENTOS EM CONDUTOS LIVRES
Características e Dimensionamento

65

Alguns valores de n para a fórmula de Manning. Natureza da Parede Cimento liso Argamassa de cimento Aqueduto de madeira aparelhada Aqueduto de madeira não aparelhada Canais revestidos de concreto Pedras brutas rejuntadas com cimento Pedras não rejuntadas Pedras