Trabalho de Artes

ESCOAMENTO PERMANENTE E UNFORME EM CANAIS

1. Introdução
● Escoamento uniforme – constância dos parâmetros hidráulicos (profundidade, área molhada, velocidade média e vazão) para as várias seções do canal.
● A linha de carga, a superfície livre e o fundo do canal são paralelos. ● O escoamento uniforme só ocorre em condições de equilíbrio dinâmico (balanceamento entre a força aceleradora e a força de resistência que tenta sustar o movimento).
Força de resistência = f (viscosidade do fluido, rugosidade do canal, velocidade média do escoamento);
Força aceleradora = f (componente da força de gravidade no sentido do escoamento).

- Trecho 1: Força aceleradora > Força resistiva (a velocidade passa de quase zero a um valor finito);
- Trecho 2: Com o aumento de v, a força resistiva cresce e iguala-se à força aceleradora (escoamento uniforme);
- Trecho 3: A queda livre leva ao desbalanceamento das forças
(escoamento permanente gradualmente variado).
Conclusão: Em canais curtos as condições de escoamento uniforme não são atingidas
Profundidade normal (yn) – profundidade do escoamento uniforme. 2. Equações de resistência (perda de carga)
- Aplicando-se a equação de Bernoulli às seções 1 e 2 do canal em regime uniforme:

p1 v12 p 2 v 22 z1 

 z2 

 hf

2g

2g

hf 12  z1  z 2

A perda de carga unitária é:
J

hf 12 z1  z 2

 sen 
L
L

Como θ é pequeno → sen θ = tg θ → perda de carga unitária (J) = declividade de fundo (I).

Equação de Manning: v 1 2 / 3 1/ 2
RH I n 

Q

A 2 / 3 1/ 2
RH I n onde:
Q – vazão (m3/s); v – velocidade média do escoamento (m/s); n – coeficiente de Manning; (tabelado)
RH – raio hidráulico (m);
I – declividade de fundo do canal (m/m).

Coeficientes de rugosidade de Manning.
CONDIÇÕES
NATUREZA DAS PAREDES
Tubo de ferro fundido sem revestimento
Tubo de ferro fundido com revestimento de alcatrão
Tubo de ferro galvanizado
Tubo de bronze ou de vidro