Um canal retangular horizontal com 0,9 m de largura contém uma comporta. A montante da comporta a profundidade é de 1,8 m; a profundidade a jusante é de 0,27 m. Estime a vazão volumétrica no canal
Passo 1
Vamos entender juntos quais são as variáveis fornecidas pelo exercício
Primeiramente, temos um escoamento em canal aberto. A comporta delimita as regiões que vamos analisar. é a profundidade que vem antes (a montante) e é a profundidade que vem depois (a jusante)
Do enunciado, sabemos que
Também sabemos a largura b do canal retangular
Para calcular a vazão, vamos utilizar a equação da energia
No enunciado não há informações sobre perdas, nem sobre ressalto (aliás, nem tem como pois a profundidade diminui da região 1 para a região 2!
Por isso, vamos considerar escoamento sem atrito. Outro ponto é que as pressões se cancelam pois são a atmosférica. A equação da energia atualizada para esse caso é
Queremos encontrar a vazão, por isso, vamos escrever as velocidades em função dela 😉 Lembrando que a área é a do retângulo, porque essa é a geometria do canal
Substituindo na equação da energia
Estamos prontos para substituir os dados para encontrar Q :D
Encontramos a vazão volumétrica!