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Enunciado

FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Çengel - Mecânica dos Fluidos- Ed: 1º - Capítulo 13.Problemas - Ex. 37

Repita o Problema 13-36 para uma vazão de 30 m^3 // s .

Passo 1

Nessa questão nós temos que a água flui uniformemente através de um canal hexagonal meio cheio. Com isso, vamos calcular a velocidade média e se a vazão é subcrítica ou supercrítica a uma dada vazão.

Passo 2

A área de fluxo é determinada a partir de considerações geométricas indicadas abaixo,

Onde,

A_c = ((b + 2 b) b)/(2) (b)/(2) tan 60 ° = ((2 + 2 xx 2) m)/(2) (2 m)/(2) tan 60 ° = 5,196 m^2

Então a velocidade média é,

V = (overset(˙)(V))/(A_c) = (30 (m^3)/(s))/(5,196 m^2) = 5,77 m // s

Passo 3

Ao calcular o número de Froude, a profundidade hidráulica deve ser usada em vez da profundidade máxima ou do raio hidráulico.

Para um canal não retangular, a profundidade hidráulica é definida como a razão entre a área de fluxo e a largura superior,

y = y_h = (A_c)/(l a r g u r a s u p e r i o r) = (A_c)/(2 b) = (5,196 m^2)/(2 xx 2 m) = 1,299 m

Então o número de Froude é,

F r = (V)/(sqrt(g v)) = (5,77 m // s)/(sqrt(( 9,81 m // s^2 ) ( 1,299 m ))) = 1,62

Que é maior que 1 . Portanto, o fluxo é supercrítico.

Resposta

  1. V = 5,77 m // s
  2. F r = 1,62
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