Responde Aí
Acesse com GoogleAcesse com AppleAcesse com Facebook

Enunciado

FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Çengel - Mecânica dos Fluidos- Ed: 1º - Capítulo 13.Problemas - Ex. 30

Água escoa de modo permanente em um canal retangular de 0,8   m de largura a uma vazão de 0,7 m 3 / s . Se a profundidade do escoamento for 0,25   m , determine a velocidade de escoamento e se o escoamento e subcrítico ou supereritico. Determine também a profundidade alternativa de escoamento se o caráter do escoamento mudar.

Passo 1

Nessa questão nós temos que o fluxo de água em um canal retangular é considerado. Com isso, queremos encontrar o caráter do fluxo, a velocidade do fluxo e a profundidade alternativa.

Passo 2

Para resolver essa questão vamos assumir que a energia específica é constante. A velocidade média do fluxo é determinada a partir de,

V = V ˙ A c = V ˙ y b = 0,7 m 3 / s 0 , 25 m 0,8 m = 3,5   m 3 / s

A profundidade crítica para esse fluxo é,

y c = V ˙ 2 g b 2 1 3 = 0,7 m 3 / s 2 ( 9,81   m / s 2 ) ( 0,8 m ) 2 1 3 = 0 , 481 m

O fluxo é supercrítico, pois a profundidade real do fluxo é y   =   0,4   m e y < y c .

Passo 3

A energia específica para as determinadas condições é,

E s 1 = y 1 + V ˙ 2 2 g b 2 y 1 2 = 0 , 25 m + 0,7 m 3 s 2 2 9,81 m s 2 0,8 m 2 0 , 25 m 2 = 0,87 m

Então a profundidade alternativa é determinada a partir de,

E s 1 = E s 2

E s 2 = y 2 + V ˙ 2 2 g b 2 y 2 2

0,87 m = y 2 + 0,7 m 3 s 2 2 9,81 m s 2 0,8 m 2 y 2 2

y 2 = 0,4 m

A resolução de y 2 fornece a profundidade alternativa   y 2 =   0 , 4   m . Existem três raízes dessa equação; um para subcrítico, um para supercrítico e terceiro como raiz negativa.

Portanto, se o caráter do fluxo for alterado de supercrítico para subcrítico enquanto mantém a energia específica constante, a profundidade do fluxo cairá de 0,80   m a 0,4   m

Resposta

V = 3,5   m 3 / s

y 2 =   0 , 4   m

Se o caráter do fluxo for alterado de supercrítico para subcrítico enquanto mantém a energia específica constante, a profundidade do fluxo cairá de 0,80   m a 0,4   m .

Ver Outros Exercícios desse livro

Exercícios de Livros Relacionados

Um sistema de drenagem de água com inclinação constante de 0,0015 deve ser construido com três canais circulares feitos de concreto polido dois dos canais em diâmetro de 1,2m e drenam para um terceiro
Um canal trapezoidal de terra limpo com largura do fundo de 1,5m e inclinação da superfície lateral de 1 : 1 deve drenar água de modo uniforme a uma vazão de 8 m 3 / s até uma distância de 1k m . Para
Um canal trapezoidal de concreto não polido tem uma inclinação no fundo de 1 ° , largura de base de 5m e uma inclinação de superfície lateral de 1 : 1 , como mostra a Figura P13-53. Para uma vazão de
Água escoa em um canal cuja inclinação no fundo é de 0,002 e cuja seção transversal é aquela mostrada na Figura P13-61. As dimensões e os coeficientes de Manning para as superfícies de diferentes subs
Obtenha a Equação 12-10 começando pela Equação 19-9 e usando a regra cíclica e as relações entre as propriedades termodinâmicas. c P T = ∂ s ∂ T Pec v T = ∂ s ∂ T v