hidraulica

PROBLEMA (18) temática: escoamento variado em canal

Um canal de seção retangular , largura da base b = 2,0 m, n = 0,01 , transporta a vazão Q = 31,30 m3/s . No trecho inicial (1), a declividade longitudinal do canal é I1 = 0,06173 m/m e no trecho (2), I2 = 0,00206 m/m. Os dois trechos são suficientemente longos para dar lugar ao escoamento permanente uniforme. Estude a influência sobre o escoamento do fechamento parcial de comportas de fundo situadas a jusante do trecho (1) e a jusante do trecho (2), considerados individualmente. Analise mais detalhadamente o escoamento rapidamente variado.

Referencial Teórico:
Eurico Trindade Neves. Curso de Hidráulica, Capítulo XIV, pág.350.
Ven Te Chow. Open-Channel Hydraulics, Capítulo XV, pág. 393.

Solução : Em primeiro lugar é necessário caracterizar melhor o escoamento nos dois trechos :

a ) No trecho (1) , o tirante do escoamento permanente uniforme será determinado pela fórmula de Manning :

onde :

A1 área molhada do trecho 1
N coeficiente de Manning
R1 raio hidráulico do trecho 1
I1 declividade longitudinal do trecho 1 Substituindo as variáveis conhecidas :

encontra-se : y1 = 1,0 m . O tirante crítico será dado por : m

Como y1 < yc , o escoamento será supercrítico.

O fechamento parcial de uma comporta a jusante do trecho (1) resultará no seguinte perfil :

O escoamento permanente uniforme (PU) em regime supercrítico, fica restrito ao início ( montante) do trecho (1) passando a escoamento permanente rapidamente variado (PRV), com ocorrência de ressalto, para a seguir se transformar em escoamento permanente gradualmente variado (PGV), nas proximidades da comporta de fundo, em regime subcrítico .

b ) Para o trecho (2), o escoamento permanente uniforme ocorrerá com tirante y2 . Substituindo os valores conhecidos na expressão de Manning : onde y2 = 4,0 m.