Aula 1_Classifica+º+úo dos regimes de escoamento em canais

7/24/2019 Aula 1_Classifica+º+úo dos regimes de escoamento em canais

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Hidráulica de Condutos Livres Regimes de escoamento e avaliação da velocidade

Prof. Arionaldo deSá Júnior

Eng. Agrícola e Ambiental, MSc.



Aspectos gerais

• Condutos livres - funcionam sempre por gravidade. Suaconstrução exige um nivelamento cuidadoso do terreno,pois devem ter declividades pequenas e constantes.

• Condutos forçados - podem funcionar por gravidade,aproveitando a declividade do terreno, ou por recalque(bombeamento), vencendo desníveis entre o ponto decaptação e o ponto de utilização.

• Os condutos livres apresentam uma superfície livre ondeimpera a pressão atmosférica, ao passo ue nos condutosforçados o !uido enc"e totalmente a seção e o

escoamento apresenta pressão diferente da atmosférica.



Classicação

• Naturais – s rios e c!rregos são o mel"or exemplo

de condutos livres naturais• Articiais

– #anais de irrigação,

– #oletores de esgotos, – $alerias de %guas pluviais, etc



enição Si!plicada

• #ompreendem$se como condutos livres osrecipientes "idr%ulicos, abertos ou fec"ados,

naturais ou arti&ciais, independentes daforma, su'eitos à pressão atmosférica.

Condutos Livres

Naturais

Articiais

"ios# c$rregos# etc.

A%ertos

&ec'ado

s

Canais# valetas#etc.

(ueiros#

galerias# etc.













&xemplos























Aspectos gerais

• 'pesar das semel"anças entre os dois regimes osproblemas apresentados pelos canais são de !aisdif)cil resolução porque a superfície livre pode variar

no espaço e no tempo – rofundidade de escoamento – Seção – nclinação do fundo

• *ais inte!p+ries são de dif)cil previsão deocorr,ncia e te! grande in-uencia so%re oregi!e de escoa!ento

































• Co! relação ao */0P12 – Per!anente

• *ão "% variação das características deescoamento – +elocidade constante – +azão constante (entrada = saída) – rofundidade constante

– Não per!anente 3transit$rio4• 's características do escoamento variam no

tempo

Classicação dos "egi!es

de /scoa!ento



• Co! relação ao /SPA512 – 6nifor!e

• quase sempre em regime permanente – +elocidade constante em qualquer trec"o do

canal – rofundidade constante

» S! pode ser caracterizado em canaismuito longos

– Não unifor!e 3variado4• #aracterizado por alteraçes de velocidade em

determinados trec"os dos canais

Classicação dos "egi!esde /scoa!ento





iagra!a

nif or me $r adualment

e + ar iado /.( .0.+ $r adualment e + ar iado /.( .0.+ nif or m

e

1 ueda 0r usca



• "egi!e per!anente6N9&1"0/2 – 2gua escoando por um canal longo, de seção constante e carga

uniforme

• "egi!e per!anente 7A"9A12 – 2gua escoando por um canal de seção crescente e com vazão

constante – 2gua escoando na crista de um vertedor em uma barragem

• "egi!e não per!anente*"ANS9*:"912 –

' onda de uma mar3

/;e!plos



istri%uição da 7elocidadenos Canais

• *os canais o atrito entre a superfície livre e o ar,a resist4ncia oferecida pelas paredes e pelofundo, originam diferenças de velocidades.

Distribuição da velocidade no perllongitudinal



istri%uição da 7elocidadenos Canais

• Distribuição da velocidade no perl transversal

5enor

+elocidade

5aior

+elocidade

Cálculo da 7elocidade



Cálculo da 7elocidade0+dia de /scoa!ento e!

Canais• +m 6 789 a :89 da velocidade da superfície deescoamento

• +m 6 mensurada a ;89 da profundidade do canal

2

8,02,0 V V Vm

+=

42 6,08,02,0 V V V Vm⋅++

=



9!plicaç<es da velocidade

• +elocidade limite mínima – ' velocidade muito baixa promove a decantação do material

em suspensão no fundo do canal –

'lteraçes no regime de escoamento*ipo de =gua 7el. 0)ni!a de

pro>eto 3!?s4

#< artículas Suspensas=inas

8,>

#< 'reia =ina 8,?

&sgoto 8,;

luvial 8,@A



9!plicaç<es da velocidade

• +elocidade limite m3dia m%xima – Beve ser considerado o tipo de revestimento

"evesti!ento 7el. 0+dia 0á;i!a depro>eto 3!?s4

Areia 8rossa @#B a @#D

Solo Argiloso @#E a @#FD

Alvenaria G# a #@IConcreto #@@ a #@@



/;erc)cio D

/! u! canal retangular de %ase G#I! eprofundidade D#G!# a vaão Kue escoa e de DG@!?'. eter!ineM

a( A velocidade de escoamento do !uido na superfíciedesse canal

b( A velocidade média.

c( Sabendo$se ue neste canal escoa esgoto

doméstico, avalie a adeuação da velocidade comos reuisitos mínimos de pro'eto

d( Se neste canal não "% variação da va)ão evelocidade ao longo do seu curso, ual o regime de

escoamento*

Respostas: Área = 3m !a"ão = #$% m&'s!elocidade na superfície = ($)*% m's!elocidade média +,)-. = ($/,0 m's +muitobai1a para esgoto.



/;erc)cio G

Sa%ese Kue e! u! pro>eto de %ueiros paraescoa!ento de águas pluviais a vaão de picoserá de EBI@ !?' e a velocidade !á;i!a

ad!iss)vel deverá ser de !?s. Oual deverá sero di!etro do canal capa de escoar esta vaão QRespostas: Área 4 ($*# mDi5metro 4 ($,% m



/;erc)cio

/! u!a galeria de águas pluviais co! D! deprofundidade as velocidades o%servada a G@c!#@c! e E@c! partir do fundo fora! de @#!?s#

@#B!?s e D#G!?s# respectiva!ente. eter!ine avelocidade !+dia do escoa!ento neste canal ediga se esta galeria está e! confor!idade co! oescoa!ento deste tipo de !aterial.

Respostas:!elocidade 4 ($, m's e ($%)m's +pode escoaresgoto.



arionaldo.>uniorRea!u

.gov.%r

1%rigado

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