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Enunciado

FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Frank White - Mecânica dos Fluidos- Ed: 6º - Capítulo 10.Problemas - Ex. 99

Um canal em forma de V revestido de tijolos de barro, com ângulo total de 60 ° , tem uma vazão de 1,98   m 3 / s em um declive de 0,33 ° . Trata-se de uma declividade fraca, crítica ou forte? Sobre que tipo de curva de solução gradualmente variada estaremos se a profundidade local da água for de (a) 1   m , (b) 2   m , (c) 3   m ?

Passo 1

E aí, tudo bem? Bora matar essa questão!

Para o tijolo de barro vamos tomar n ≈ 0,014 , também temos que para o canal em V a área e R h são dadas por:

A = y n 2 cotg ⁡ 60 °

R h = y n 2 cos ⁡ 60 °

Agora calculando y n :

Q = 1 n A   R h 2 3 S 0 1 2 → 1,98 m 3 s = 1 0,014 y n 2 cotg ⁡ 60 ° y n 2 cos ⁡ 60 ° 2 3 sen ⁡ 0,33 ° 1 2

Resolvendo para y n , temos:

y n ≈ 1,19   m

Passo 2

Vamos avaliar agora a altura crítica!

y c = 2 Q 2 g cotg 2 ⁡ 60 ° 1 3 = 1,98 m 3 s 2 9,81 m s 2 cotg 2 ⁡ 60 ° 1 5

y c ≈ 1,19   m

Como y c = y n , a declividade é crítica!

Passo 3

a)

Como y < y n = y c da figura 10.14   b temos:

A curva adequada será a C - 3 !

Passo 4

b)

Como y > y n = y c da figura 10.14   b temos:

A curva adequada será a C - 1 !

Passo 5

c)

Como y > y n = y c da figura 10.14   b temos:

A curva adequada será a C - 1 !

Isso é tudo pessoal, conseguimos mais uma! \o/

Resposta

Como y c = y n , a declividade é crítica!

a) C - 3

b) C - 1

c) C - 1

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Uma onda brusca é um ressalto hidráulico que se propaga a montante dentro de um fluido parado ou de movimento muito lento, como na Figura 10.4 a . Suponha que a água parada tenha 2m de profundidade e
A jusante de um ressalto hidráulico largo o escoamento tem uma profundidade de 1,2m e um número de Froude de 0,5 . Calcule (a) y 1 , (b) V 1 , (c) F r 1 , (d) o percentual de dissipação e (e) y c .
Para a situação na Figura P10.84, considere que na seção 3 a profundidade seja de 2m e que o número de Froude seja 0,25 . Calcule (a) a vazão por metro de largura, (b) y c , (c) y 1 , (d) o percentual
Mostre que os números de Froude em qualquer lado de um ressalto hidráulico largo são relacionados pela relação simples F r 2 = F r 1 y 1 y 2 3 2 .
O escoamento no canal retangular da Figura P 10.104 se expande para uma seção transversal 50 % mais larga. Começando nos pontos a e b , faça um esboço e identifique os perfis da superfície da água esp