Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Çengel - Mecânica dos Fluidos- Ed: 1º - Capítulo 13.Problemas - Ex. 35
Água escoa através de um canal de aço com de diâmetro, cheia até a metade a uma velocidade média de . Determine a vazão em volume e se o escoamento é subcrítico ou supercrítico.
Passo 1
Nessa questão nós temos que a água flui uniformemente através de um canal de aço circular meio cheio. Com isso devemos encontrar a inclinação crítica e a profundidade crítica para uma determinada velocidade média.
Passo 2
Para resolver essa questão vamos assumir que o fluxo é uniforme. A taxa de fluxo de volume é determinada a partir de,
Ao calcular o número de Froude, a profundidade hidráulica deve ser usada em vez da profundidade máxima ou do raio hidráulico.
Passo 3
Para um canal não retangular, a profundidade hidráulica é definida como a razão entre a área de fluxo e a largura superior,
Então o número de Froude é,
Que é maior que . Portanto, o fluxo é supercrítico.
Resposta
O fluxo é supercrítico.