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Escoamento em Condutos Escoamento em Condutos LivresLivres

AULA 1AULA 1

EPUSP, 10 de março de 2004

J RODOLFO S MARTINS

rodolfo@fcth.br

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Objetivos da aulaObjetivos da aula

apresentar a teoria geral dos escoamentos em canais, perdas de carga e regimes de escoamento

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RoteiroRoteiro

• Conduto Livre x Conduto Forçado

• Resistência ao Escoamento

• Cálculo das perdas de carga em fundo fixo

• Regime Permanente Uniforme

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Definições

O escoamento em canais é caracterizado por apresentar uma superfície livre na qual reina a pressão atmosférica. Estes escoamentos tem um grande número de aplicações práticas na engenharia, estando presente em áreas como o saneamento, a drenagem urbana, irrigação, hidro-eletricidade, navegação e conservação do meio ambiente.

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Exemplos

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Exemplos

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Exemplos

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Canal de Fundo Fixo

• Geometria da Seção

• Declividade de Fundo

• Acabamento/revestimento/rugosidade das paredes

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Canal Artificial Escavado

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Canal Revestido em Gabião

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Canais Artificiais

• efeitos da fase sólida (concentração de sedimentos)

• deformações dinâmicas do fundo (rugosidade de forma)

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Leito Móvel Grosseiro

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Leito Móvel com material fino

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Singularidades

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Regimes de Escoamento

Uniforme

gradual Permanente os parâmetros não variam com o tempo Variado

rápido Uniforme

gradual

Tip

os

de

Esc

oam

ento

Não Permanente os parâmetros variam com o tempo

Variado rápido

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Parâmetros Geométricos

Elementos Geométricos dos Canais A área molhada ou área da seção transversal do escoamento p perímetro molhado é o comprimento da fronteira sólida do conduto em contado com o fluido Rh relação entre área e perímetro molhado Y0 altura d’água ou profundidade local B largura na superfície do escoamento

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Seç

ões

Tra

nsve

rsai

s

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Resistência ao Escoamento

• Tensão tangencial junto ao perímetro é constante• A inclinação é pequena de forma que i=tg=

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Velocidade de Atrito – Equação de Chezy

0*0 SgRu h

200 US

P

A 00 SRCSR

gU hh

g

C

u

U

*

Parâmetro de resistência ao escoamento