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5 – ESCOAMENTO UNIFORME NOS CANAIS
Hidráulica II (HID-II)
Prof. Msc. Robison Negri
Material Elaborado e Organizador por: Prof. Dr.
Doalcey Antunes Ramos
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2
5.1 – Seções simples com coeficiente de rugosidade variável
3
2
23
1
P
nP
n
m
i
ii
Coeficiente de rugosidade global (segundo Horton e Einstein)
2
3
5.2 – Seções Compostas
1. Calcular um coeficiente de rugosidade equivalente à seção como um todo.
2. Decompor a seção em diversas subseções, com características distintas, efetuando, em seguida, a composição do fluxo.
4
1º caso (seção como um todo): Rugosidade equivalente (U.S. Corps of Engineers)
A
nA
n
m
i
ii
1 21
321
IRAn
Q h
3
5
2º caso (divisão em subseções): a divisão é efetuada de forma arbitrária, através de linhas verticais.
IKIRAn
Qm
i
ii
i
1
321
6
5.3 – Canais abertos em terra
4
7
8
5
9
2
1
50
20,0
0
50 15,2
gDy
DV scrit
A velocidade máxima admissível para as margens pode ser ainda estimada em função das característica do material componente. Sendo:
• V a velocidade média do escoamento
• e S respectivamente o peso específico da água e o peso específico do material
• D50 o diâmetro médio característico do material
• y a profundidade do escoamento,
Tem-se que a velocidade crítica na iminência de início de arratamento, pode ser estimada pela Fórmula de Neills:
10
6
11
• Para um canal muito largo tem-se que a força trativa média por unidade de área molhada, ou força trativa unitária é igual a:
ffIyIR 0000max
• Em um canal muito largo, em que y0 << b o raio hidráulico R pode se aproximar do tirante normal y0 :
00
00 2
yP
ARbPyb
byPbyA
• O método mais recomendado para o dimensionamento de um canal estável é o MÉTODO DA FORÇA TRATIVA, em que os esforços cortantes máximos no fundo e nos taludes não devem exceder aos admissíveis para o tipo de material do leito.
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9
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18
10
19
20
11
50
,2
*
)( DgD
V
S
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Re* *
V D
l fgRS V
,
* 0
Diagrama de Shields
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12
23
24
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Fontes Bibliográficas:
• Baptista, M. B e outros, Hidráulica Aplicada. 2ª Ed. Revista e Ampliada. Coleção ABRH 8. Porto Alegre, 2003.
• Porto, R. M, Hidráulica Básica. EESC-USP. São Carlos, 1998.
• DEHS, Condutos Livres - Notas de Aula do Curso - PHD 2301 Hidráulica 1. DEHS-POLI-USP, São Paulo, 2004.
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