ESCOAMENTO SEÇÕES FECHADAS

Secoes fechadas especiais

Considerando sistemas de esgoto, secoes fechadas circulares são amplamente empregadas devido a fácil confecção, fora que também tem menor perímetro molhado e consequentemente maior raio hidráulico por unidade de área. Na teoria, sao as melhores secoes possíveis. Porem, para um grande conduto, o emprego de tubulações pre fabricadas de concreto não se tornam fáceis. Portanto, criaram-se secoes padronizadas, com o intuito de minimizar as perturbações do escoamento de aguas residuarias, assim como problemas de erosão e sedimentação. Exemplos de secoes especiais: valeta abobadada, ferradura, arco de circulo baixo, oval normal ou alemã, oval normal invertida, etc. Para o calculo da secao especial, toma-se um conduto equivalente, relacionando a secao em estudo com uma circular equivalente. O conduto equivalente porem, deve transportar a mesma vazão escoando totalmente cheio, e na mesma declividade. Portanto, relacionando a expressão de manning, sabendo que qe=q0 e ae.ve=a0.vo e que a0=0,785.d0² e r0=d0/4, a expressão resultante é ae.re^2/3=0,3115.d0^8/3. o valor de d0 é encontrado em função da vazão e declividade da canalização. Ae e re são encontrados através de tabelas.
Exercício exemplo:
2.Encontrar a vazão e a velocidade média de escoamento numa seção de valeta abobadada na nascente da abóbada. Ie = 0,007m/m e De = 3,0m.
Solução:
a) Pela Tabela XV.1. D = H, A = 0,769D2, P = 3,2D e R = 0,24D; então: D = H = 3,0m, A = 6,92m2, P = 9,6m e R = 0,72m.
b) Para se encontrar valores parciais de vazão e velocidade necessita-se dos correspondentes à seção plena para, a seguir, empregar a relação entre estes valores na figura anexa a seção em estudo a partir do coeficiente h/H (na nascente da abóbada h/H = 0,5). - Vazão Plena: Qe = Ae.Ve = 6,92 x 5,17 = 35,78m³/s e com h/H = 0,50 lê-se Q/Qe = 0,47 e V/Ve = 0,975
- Velocidade Plena: Ve = (1/0,013) x (0,72)0,67 x0,0070,50 = 5,17m/s

c) Assim Q = 0,47 x 35,78 = 16,82m³/s e V = 0,975