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PHD2301/Canais 3/1
Escoamento em Condutos Escoamento em Condutos LivresLivres
AULA 3AULA 3
EPUSP, 17 de março de 2004
CARLOS LLORET TAMOS
J RODOLFO S MARTINS
PHD2301/Canais 3/2
Objetivos da aulaObjetivos da aula
Problemas Típicos
Canais de Máxima eficiência
Canais de Grande Largura
PHD2301/Canais 3/3
Exemplo 4Exemplo 4
Dimensionar a galeria de drenagem em tubos de concreto concreto para escoar a vazão 2.85 m³/s sabendo-se que a declividade é 0,2% e que a profundidade não deve ultrapassar 80% do diâmetro.
Resp.: y=1.19m D=1,50m
PHD2301/Canais 3/4
Solução: condutos circulares
PHD2301/Canais 3/5
Cond. circulares: relações
us57,2957gra 1rad ,0,01745rad 1grau
rad
sen
)4(8
D
n
1Q
2sen*DB
D
y21cosarc*2
2cos1
2
Dy
sen1*
4
DRh
2
D*P
sen8
DA
3/2
3/5
3/2
3/8
2
300400500
600
700
800
900
1000
1200
1500
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1Y/D
nQ/i1/2
PHD2301/Canais 3/6
Canais de Grande Largura
Um canal é considerado de grande largura quando as tensões tangenciais nas paredes tem pouca influência na resistência total ao escoamento
yB
y
By
yR
yBp
ByA
H
21
2
PHD2301/Canais 3/7
Chezy & Gde Largura
611
0
h
h
Rn
C
SRCAQ
53
21
61
0
0
0000
1
S
nqy
Syyyn
qB
Q
PHD2301/Canais 3/8
Exemplo 5
• Num canal retangular de largura 100 m e declividade 1:10.000, o coeficiente de Manning é igual a 0,023 e a profundidade é 2,00 m. Sabendo-se que o escoamento é uniforme, calcule o erro percentual no cálculo da vazão ao se considerar o mesmo de grande largura.
Resp: Q1=134.47 m³/s Q2=138.03 m³/s
PHD2301/Canais 3/9
Máxima Eficiência Hidráulica
máxima descarga com a menor seção transversal
2/
2
40)2(
2
2
2
yR
yA
ypyypdy
d
dy
dA
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yBp
ByA
h
h
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Máxima Eficiência Hidráulica (2)
2/
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)²12(2
0)²12(
²12
)(
2
yR
mmyA
mmyp
ymymypdy
d
dy
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myBp
ymyBA
h
PHD2301/Canais 3/11
Exemplo 6
• Dimensionar um canal com seção retangular para escoar a vazão de 25 m³/s, com declividade 0.003 m/m e rugosidade de Manning igual a 0.030.
PHD2301/Canais 3/12
Exemplo 7
• Um canal com seção trapezoidal deverá ser construído com rugosidade n=0.025 e taludes 1V:2H. As condições topográficas impõe S0 = 80 cm/km. Determine a seção ideal para escoar a vazão de 10 m³/s.
PHD2301/Canais 3/13
Exemplo 8
• Um canal trapezoidal com taludes 1V:3H funciona na condição de máxima eficiência hidráulica para uma vazão em regime uniforme de 20 m³/s. Sendo a declividade igual a 0.008 m/m e a rugosidade Manning 0.040, qual será a vazão em R.U. para uma nova profundidade de 3.10m.