Qual a vazão de água em uma rede nova de manilhas vitrificadas (
) de
de diâmetro, sendo o escoamento a meia seção e declividade de
? Resposta:
.
Passo 1
Vamos resolver um problema de hidráulica para encontrar a vazão de água em uma rede de manilhas vitrificadas. O exercício nos dá:
- Coeficiente de rugosidade (
) - Diâmetro das manilhas (
) - Escoamento a meia seção
- Declividade da rede (
)
Para resolver, vamos usar a Equação de Manning, que é uma fórmula bastante utilizada para calcular a vazão em canais abertos. Precisamos entender como essa equação funciona e identificar todas as variáveis envolvidas.
Passo 2
Primeiro, vamos relembrar a Equação de Manning:
Onde:
-
é a vazão (o que queremos encontrar) -
é o coeficiente de rugosidade -
é a área da seção transversal do fluxo -
é o raio hidráulico -
é a declividade da rede
Vamos calcular cada uma dessas variáveis passo a passo.
Passo 3
Calculando a área da seção transversal (
):
Como o escoamento é a meia seção de uma manilha circular, a área é metade da área total do círculo.
A área total de um círculo é:
Portanto, a área do escoamento é:
Passo 4
Calculando o raio hidráulico (
):
O raio hidráulico é definido como a área da seção transversal dividida pelo perímetro molhado (parte da superfície em contato com a água).
Primeiro, calculamos o perímetro molhado (
). Como o escoamento é a meia seção:
Então,
Passo 5
Aplicando os valores na Equação de Manning:
Substituindo os valores que já temos na equação:
Primeiro, calculamos cada parte:
Agora, multiplicamos tudo:
Resposta
A vazão de água na rede de manilhas vitrificadas é aproximadamente
.