Exercicios Hidraulica

4 – ESCOAMENTOS COM SUPERFÍCIE LIVRE
PROBLEMA 4.1
Trace as curvas representativas das funções geométricas S(h), B(h), P(h). R(h) e da capacidade de transporte de um canal de secção trapezoidal, revestido de betão liso e com taludes a
2/3 (V/H) e 5,00 m de largura de rasto.
Obtenha as referidas curvas até à altura h = 3,00 m.
RESOLUÇÃO

1

2

PROBLEMA 4.2
Calcule a altura do escoamento uniforme no canal do problema anterior, para um caudal de
3

-1

25 m s e declives do fundo de 0,001 e 0,0002.
RESOLUÇÃO

3

PROBLEMA 4.3
Calcule a altura do escoamento uniforme nas condições do Problema 4.1, supondo que o rasto do canal é de terra irregular com vegetação rasteira e que o caudal e o declive do canal são,
3

-1

respectivamente, 25 m s e 0,0002.
RESOLUÇÃO

PROBLEMA 4.4
Um canal de secção dupla apresenta as seguintes características:
− declive: 0,0012,
− largura do rasto do leito menor: 5,00 m,
− taludes a 2/3 (V/H),
− altura do leito menor: 2,00 m,
− largura do rasto do leito maior: 20,00 m,
− revestimento de asfalto rugoso.

4

Determine o caudal transportado em regime uniforme no leito menor e a altura do escoamento
3

-1

uniforme para o caudal de 250 m s .
RESOLUÇÃO

5

6

PROBLEMA 4.5
Calcule o caudal escoado em regime uniforme num canal de secção transversal circular, de betão, com 2,00 m de diâmetro e declive 0,001, para as seguintes alturas de água:
− 1,00 m;
− 1,60 m;
− 1,64 m;
− 1,88 m;
− 2,00 m.
Considere K = 75 m

1/3

-1

s e utilize as seguintes funções (θ em rad):

S θ − senθ
=
2
8
D
R θ − senθ
=
D
4θ




θ = 2 arcos 1 − 2

RESOLUÇÃO

7

h



D

PROBLEMA 4.6
3

Determine, para o transporte do caudal de 25 m s

-1

no canal do Problema 4.1, as seguintes

grandezas:
a) altura crítica,
b) velocidade crítica,
c) energia específica crítica,
d) declive crítico.
Classifique os escoamentos uniformes obtidos no Problema 1.2.
RESOLUÇÃO

8