Um canal retangular transporta
. Determinar a profundidade crítica (yc) e a velocidade crítica vc para: (b) uma largura de 2 m .
Passo 1
Beleza, vamos lá! A gente tem um canal retangular que está transportando um fluxo de
. Nosso objetivo aqui é encontrar a profundidade crítica (
) e a velocidade crítica (
) quando a largura do canal é de 2 metros. Para isso, vamos usar conceitos de fluido em escoamento aberto, mais especificamente sobre escoamento crítico.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que é profundidade crítica. Em um escoamento aberto, a profundidade crítica (
) é a profundidade na qual a energia específica do fluxo é mínima. Nessa condição, o número de Froude (
) é igual a 1, isto é:
Onde:
-
é a velocidade do fluxo, -
é a aceleração da gravidade ( ), -
é a profundidade.
Passo 3
Para encontrar a profundidade crítica, usamos a fórmula específica para canais retangulares:
Onde:
-
é a vazão ( ), -
é a largura do canal (2 metros), -
é a aceleração da gravidade.
Passo 4
Vamos substituir os valores na fórmula:
Calculando passo a passo:
Passo 5
Agora que temos a profundidade crítica, podemos encontrar a velocidade crítica (
) usando a relação:
Substituindo os valores:
Resposta
A profundidade crítica é aproximadamente
e a velocidade crítica é cerca de
.
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Um canal retangular transporta
. Determinar a profundidade crítica (yc) e a velocidade crítica vc para: © Que declive deverá produzir a velocidade crítica em (a) se
?
A descarga através de um canal retangular
de
de largura é de
quando a declividade é de
. O escoamento é subcrítico ou supercrítico?