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

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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

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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

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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

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Máxima Eficiência Hidráulica

máxima descarga com a menor seção transversal

2/

2

40)2(

2

2

2

yR

yA

ypyypdy

d

dy

dA

yB

ByR

yBp

ByA

h

h

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Máxima Eficiência Hidráulica (2)

2/

)²12(

)²12(2

0)²12(

²12

)(

2

yR

mmyA

mmyp

ymymypdy

d

dy

dA

myBp

ymyBA

h

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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.

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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.