Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Çengel - Mecânica dos Fluidos- Ed: 1º - Capítulo 13.Problemas - Ex. 120
13-120 Uma comporta basculante de saída livre é usada para controlar a taxa de descarga da água através de um canal. Determine a vazão por unidade de largura quando a comporta está levantada resultando em uma lacuna de 30 cm e quando a profundidade de escoamento a montante é medida como 1,8 m. Determine também a profundidade de escoamento e a velocidade a jusante.
Passo 1
Pra a gente começar com o pé direito, vamos fazer um esqueminha do que esta acontecendo:
A gente quer descobrir a vazão por unidade de largura, assim podemos dizer que e queremos também e !
Começando com a vazão:
Para descobrir vamos usar a figura do livro, assim:
Substituindo:
Calculando:
Opaa, um já foi!!
Passo 2
Agora vamos atrás de !
Se desprezarmos os efeitos de atrito, podemos dizer que , calculando :
Substituindo:
Como esse valor é o mesmo depois do salto hidráulico, podemos achar :
Arrumando um pouquinho:
Passo 3
Essa continha é um pouco chatinha, então vamos usar o solver do excel:
Com o chute de usando o solver achamos:
Passo 4
Por fim a gente pode calcular a velocidade :
Substituindo:
Calculando achamos:
Prontinhooo!!