Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Çengel - Mecânica dos Fluidos- Ed: 1º - Capítulo 13.Problemas - Ex. 92
13-92 A água escoa sobre um reservatório retangular de soleira delgada com 2 m de altura. A profundidade do escoamento a montante do reservatório é 3 m e a água é descarregada
do reservatório em um canal de concreto não polido com mesma largura, no qual são estabelecidas as condições de escoamento uniforme. Caso nenhum salto hidráulico ocorra no escoamento a jusante, determine a inclinação máxima do canal a jusante.
Passo 1
Vamos lá pegar toda a informação do enunciado e transformar em um esqueminha:
Não conhecemos , então vamos considerar , beleza?!
O que queremos é encontrar a inclinação máxima do canal, para isso vamos usar:
Mas não ta muito legal isso, né?! Vamos isolar :
O enuciado diz também que não ocorre um salto hidráulico, dessa forma a inclinação máxima deve ser igual a incrinação crítica, vamos então achar :
Passo 2
Primeiro vamos calcular a vazão volumétrica!
Não conhecemos a velocidade, então vamos nos certificar que podemos ignorar a velocidade do fluxo, para isso :
Calculando a razão:
Nesse caso podemos calculando usando:
é dado por:
Calculando :
Passo 3
Agora podemos calcular :
Para um canal largo o raio hidráulico é igual a profundidade do fluxo, , então podemos finalmente achar a inclinação máxima do canal:
Calculando a área transversal:
Lembrando que e para o concreto não polido podemos calcular:
Calculando:
Uhuuul!!!