Escoamento em Canais

Hidráulica II (HID-II)
5 – ESCOAMENTO UNIFORME
NOS CANAIS
Prof. Msc. Robison Negri
Material Elaborado e Organizador por: Prof. Dr.
Doalcey Antunes Ramos
1
5.1 – Seções simples com coeficiente de rugosidade variável
Coeficiente de rugosidade global (segundo Horton e Einstein)

3
 m
  Pi ni 2
n   i 1

P









2
3
2
1
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.
3
1º caso (seção como um todo):
Rugosidade equivalente (U.S. Corps of Engineers)
 m
  Ai ni
n   i 1

A



 




Q
2
1
1
A Rh 3 I 2
n
4
2
2º caso (divisão em subseções): a divisão é efetuada
de forma arbitrária, através de linhas verticais.
m 1
2 
Q    Ai Ri 3  I  K  I

 i 1  ni
5
5.3 – Canais abertos em terra
6
3
7
8
4
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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:
Vcrit
  D  0, 20

 2,5 50 
  s  1gD50 
  y0 

1
2
10
5
11
•
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.
•
Para um canal muito largo tem-se que a força trativa média por unidade de
área molhada, ou força trativa unitária é igual a:
 max    R  I 0    y0  I 0   0
f
•
f
Em um canal muito largo, em que y0 << b o raio hidráulico R pode se
aproximar do tirante normal y0 :
A  y0  b
b  y0
P  2 y0  b
 P b
R
A
 y0
P
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Diagrama de Shields

 l, f
V*2

gD ( S   ) D50
Re* 
V* D

 l, f
 gRS0  V*

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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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