8_aula Pratica 8
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1 UNIVERSIDADE FEDERAL DE LAVRAS- UFLA Departamento de Engenharia ENG – 187 HIDRÁULICA GERAL Prof. Geraldo Magela Pereira Prof. Carlos Rogério de Mello AULA PRÁTICA – 8 DIMENSIONAMENTO DE CONDUTOS LIVRES (Canais) a) Equação da Resistência 2 1 V = K .R .J ( STRICKLER ) V = .R .J ( MANNING ) n b) Equação da Continuidade Q = A.V Onde: Q = Vazão ( m 3 /s ); A = Área da seção molhada ( m 2 ); K = Coeficiente de rugosidade de Strickler; n = Coeficiente de rugosidade de Manning; V = Velocidade de escoamento ( m/s ); R = Raio hidráulico ( m ) → R = A / P ( P = Perímetro molhado ); J = Declividade do fundo ( m/m ). Existem basicamente dois casos distintos para resolução de problemas envolvendo condutos livres: CASO I : Dados: K, A, R , J ⇒ Deseja-se conhecer: Q ou V Dados: K, A, R , Q ⇒ Deseja-se conhecer: J Neste caso, a solução é encontrada com a aplicação direta da fórmula:
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UNIVERSIDADE FEDERAL DE LAVRAS- UFLADepartamento de Engenharia
ENG – 187 HIDRÁULICA GERAL Prof. Geraldo Magela PereiraProf. Carlos Rogério de Mello
AULA PRÁTICA – 8DIMENSIONAMENTO DE CONDUTOS LIVRES (Canais)
a) Equação da Resistência
2 1V = K .R .J ( STRICKLER ) V = .R .J ( MANNING )
n
b) Equação da Continuidade
Q = A.V
Onde:Q = Vazão ( m3/s );
A = Área da seção molhada ( m2 );
K = Coeficiente de rugosidade de Strickler;
n = Coeficiente de rugosidade de Manning;
V = Velocidade de escoamento ( m/s );
R = Raio hidráulico ( m ) → R = A / P ( P = Perímetro molhado );
J = Declividade do fundo ( m/m ).
Existem basicamente dois casos distintos para resolução de problemas
envolvendo condutos livres:
CASO I :
Dados: K, A, R , J ⇒ Deseja-se conhecer: Q ou V
Dados: K, A, R , Q ⇒ Deseja-se conhecer: JNeste caso, a solução é encontrada com a aplicação direta da fórmula:
Existem diversas combinações de GEOMETRIA que satisfazem os dadosfornecidos.
SOLUÇÃO: Fixar b ou h.
h
h = D/2
Obs.: θ = 2.arccos(1- 2.h ) , onde θ deve ser calculado em radianos.
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III - INFORMAÇÕES IMPORTANTES
a) Declividade de canais:
Vazão ( m3/s) Declividade ( % ) Porte
> 10 0,01 a 0,03 Grande
3 a 10 0,025 a 0,05 Mediano
0,1 a 3 0,05 a 0,1 Pequeno
< 0,1 0,1 a 0,4 Muito pequeno
b) Inclinação dos Taludes (valores de m):
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d) Coeficiente de Rugosidade de Strikler ( K )
Material K ( m1/3 / s )
Concreto 60 a 100
Tubos de Concreto 70 a 80
Asfalto 70 a 75
Tijolos 60 a 65
Argamassa de cascalho ou britas 50
Pedras assimétricas 45
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EXERCÍCIO RESOLVIDO ( CANAIS)
1 - Um projeto de irrigação precisa de 1.500 litros / s de água, que deverá ser conduzidapor um canal de concreto, com bom acabamento ( K = 80 ). A declividade do canal deveráser de 1 %0 e sua seção trapezoidal com talude de 1 : 0,5 ( V : H ). Qual deve ser a alturaútil do canal, se sua base for de 60 cm.Dados:
m =1,5
b = 1,20 m
3)- Calcular a vazão transportada por um tubo de seção circular, diâmetro de 500 mm,construido em concreto ( n = 0,013 ). O tubo está trabalhando à meia seção, em umadeclividade é de 0,7%.
Dh
4)- Um BUEIRO CIRCULAR de concreto (n = 0,015) deverá conduzir uma vazão máximaprevista de 2,36 m3/s com declive de 0,02 %. Determine o DIÂMETRO do bueiro de formaque a AL T URA da seção de e scoa m ent o atinja no máximo 90 % do diâmetro do bueiro(h=0,9D).
