Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Çengel - Mecânica dos Fluidos- Ed: 1º - Capítulo 13.Problemas - Ex. 51
Reconsidere o Problema 13-50. Se a altura máxima de escoamento que o canal consegue acomodar é , determine a vazão máxima de escoamento através do canal.
Passo 1
Nessa questão nós temos o fluxo de água através do canal trapezoidal revestido de asfalto considerado no problema anterior. E queremos encontrar a vazão máxima correspondente a uma determinada altura máxima do canal.
Passo 2
Para resolver essa questão vamos assumir:
- O fluxo é constante e uniforme;
- A inclinação inferior é constante;
- O coeficiente de rugosidade é constante ao longo do canal.
Vamos denotar as condições de fluxo no problema anterior pelo subscrito 1 e as condições para o caso máximo neste problema pelo subscrito 2. Usando a equação de Manning,
E observando que o coeficiente de Manning e a inclinação do canal permanecem constantes, a vazão no caso 2 pode ser expressa em termos de vazão no caso 1 como,
Passo 3
O ângulo trapezoidal é,
Por considerações geométricas,
Passo 4
E para o caso 2, temos que a largura de superfície livre, , vai ser,
Passo 5
Substituindo,