hidraulica
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AULA PRÁTICA – 8
DIMENSIONAMENTO DE CONDUTOS LIVRES (Canais)
a)
Equação da Resistência
2
V = K .R 3. J
b)
1
2
1 2 1
V = .R 3 . J 2 n ( STRICKLER )
( MANNING )
Equação da Continuidade
Q = A.V
Onde:
Q = Vazão ( m3/s );
A = Área da seção molhada ( m2 );
K = Coeficiente de rugosidade de Strickler; n = Coeficiente de rugosidade de Manning;
V = Velocidade de escoamento ( m/s );
R = Raio hidráulico ( m ) →
R = A / P ( P = Perímetro molhado );
J = Declividade do fundo ( m/m ).
Existem basicamente dois casos distintos para resolução de problemas envolvendo condutos livres:
CASO I :
Dados:
Deseja-se conhecer: Q ou V
K, A, R , J
Dados: K, A, R , Q
Deseja-se conhecer: J
Neste caso, a solução é encontrada com a aplicação direta da fórmula:
2
Q = A.K .R 3.J
1
2
ou
Q=
R 2 / 3.J 1 / 2 . A n →
Lembrar que: Q = A.V
2
CASO II :
Dados:
Deseja-se conhecer: a seção do canal ( A, R )
Q, K, J
Neste caso, existem três maneiras de se solucionar o problema:
♦ MÉTODO DA TENTATIVA ( será utilizado em Hidráulica);
♦ Algebricamente;
♦ Graficamente.
MÉTODO DA TENTATIVA:
2
Q = A.K .R 3 .J
1
2
Dados conhecidos
2
→
A.R 3 =
Q
K .J
1
2
Existem diversas combinações de GEOMETRIA que satisfazem os dados fornecidos. SOLUÇÃO: Fixar b ou h.
h
b
h
ou
b
3
II -
ELEMENTOS GEOMÉTRICOS
B
m.h
m.h
Talude:
Talude : h 1
m
b
m
1
Área (A)
2
(m )
h
Raio hidráulico (R)
(m)
Largura do
Topo (B)
(m)
b.h
Forma da seção
Perímetro molhado (P)
(m)
b + 2.h
A
b.h
=
P
b + 2.h
b
b + 2.m.h
2.m.h
b
(b + m.h ).h
b + 2.h. 1 + m 2
A
P
h
m.h 2
2.h. 1 + m
A
P
h
1
.(θ − sen θ ).D 2
8
θ .D
h
1
b
m
2
1 m D
θ = RAD
2
1 sen θ
. 1−
.D
4 θ sen
θ
2
.D
B=D
π .D 2
h
π .D
2
8
D h
=
4 2
D =