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Cálculo da Velocidade e Vazão do Córrego da FEAU – UNIVAP Urbanova
Tipologia: Notas de estudo
1 / 11
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Não perca as partes importantes!
1. Introdução
A hidráulica de canais abertos é o estudo das leis que regem o escoamento da água
em condutos livres. Por exemplo, quando a água flui em declive em qualquer conduto
com a superfície da água exposta à atmosfera (superfície livre). Para analisar o
escoamento em canal aberto, deve‐se primeiro considerar um canal longo e uniforme
(mantêm constantes a forma e a declividade). Os elementos essenciais do perfil são o
fundo do canal, a superfície da água e a linha do gradiente de energia (EGL). A linha do
gradiente hidráulico (HGL) coincide com a superfície da água. Cada uma dessas linhas
tem uma declividade, que pode ser igual ou diferente das outras, dependendo do tipo
de escoamento.
A declividade do fundo do canal (S (^) o) é definida como o desnível vertical dividido
pelo comprimento horizontal do fundo. A declividade também pode ser expressa como
uma porcentagem, multiplicando‐se por 100. A declividade da lâmina d’ água (S (^) w) e da
linha de gradiente de energia (S), também são definidas como desnível dividido pela
extensão, como acontece com a declividade do fundo.
A profundidade do escoamento (D) é a distância vertical do fundo do canal até a
superfície da água.
A área de seção transversal do fluxo (a) é a área de uma seção transversal do
escoamento.
O perímetro molhado (p) é a distância ao longo da seção transversal do canal, que
está em contato com a água em escoamento.
O raio hidráulico (R) de um canal é definido como a área de seção transversal
(também denominada área molhada) dividida pelo perímetro molhado. O raio
hidráulico não é verdadeiramente um “raio” no sentido geométrico, ele é
simplesmente um termo definido para indicar a eficiência hidráulica de um canal.
Outra classificação é o escoamento laminar versus escoamento turbulento. Em
canais abertos o escoamento é quase sempre turbulento. No entanto, o escoamento
Figura 1 ‐ Córrego em nível baixo de água
3. Materiais
9 Escala
9 Nível
9 Trena
4. Cálculos
Figura 2 ‐ Medição do córrego
Figura 3 ‐ Medição do córrego
Declividade
Figura 5 ‐ Cotas das Pontes 1 e 2
Coeficientes de rugosidade (n de Manning)
Grama – Canais abertos escavados – Grama, algumas ervas: n=0,
Pedra – Canais abertos escavados – Pedra aleatória em argamassa: n=0,
Fundo – Canais abertos revestidos – Acabamento plano com pouco cascalho no fundo:
n=0,
4.1 Canal com nível baixo
Coeficiente de rugosidade (n de Manning)
Figura 6 ‐ Valores médios para cálculo do n
Pedra
ܺൌ 0,77 0,79 ൌ 1,
ܺ 1 ൌ 1,56 0,020ݔൌ 0,
Fundo
ܻ ൌ 1,
ܻ 1 ൌ 1,82 0,016ݔൌ 0,
Figura 7 ‐ Valores da Ponte 1 para cálculo de área e perímetro molhado
Área
ܽ ൌ ൬
ଶ
Perímetro molhado
ൌ 0,77 1,82 0,79 ൌ 3,38݉
Raio hidráulico
ܴ ܽൌ (^) ൌ
Vazão
ܳ݊ܽൌ ܴݔ ଷ
ଶ ܵݔ
ଵ ଶ
ܳ ൌ (^) 0,
ଵ 0,364ݔଷ ଶ
ଶ
1 ܼ ܻ
݊ൌ 0,
Figura 9 ‐ Valores da Ponte 1 para cálculo de área e perímetro molhado
Área
ܽ ൌ ൬
ଶ
Perímetro molhado
ൌ 2,67 1,82 2,91 ൌ 7,40݉
Raio hidráulico
ܴ ܽൌ (^) ൌ
Vazão
ܽ ܳ ݊ൌ ܴݔ ଷ
ଶ ݔ
ଵ ܵ ଶ
ܳൌ (^) 0,
ଵ 0,959ݔଷ ଶ
ଶ
Velocidade
1 ܸ݊ൌ ܴݔ
ଶ ଷܵݔ
ଵ ଶ
ܸ ൌ
ଶ ଷݔሺ6,710ݔିସ^ ሻ
ଵ ଶ
5. Resultados
Canal com nível baixo
Vazão = 0,91mଷ^ ⁄s
Velocidade = 0,74m s⁄
Canal com nível alto
Vazão = 8,84mଷ^ ⁄s
Velocidade = 1,24m s⁄
6. Referências Bibliográficas
Material fornecido durante aulas de Hidráulica e Hidrologia
Introdução à Hidráulica, Hidrologia e Gestão de Águas Pluviais – John E. Gribbin
http://www.abepro.org.br/biblioteca/ENEGEP2002_TR90_0629.pdf ‐ acessado em
28/11/
http://www.ufrgs.br/lageo_geodesia/iisapgu/CorreaICS.pdf ‐ acessado em 28/11/
