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Hidráulica HID 006 Prof. Benedito C. Silva Universidade Federal de Itajubá - UNIFEI Instituto de Recursos Naturais - IRN Adaptado de Marllus Gustavo F.

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1 Hidráulica HID 006 Prof. Benedito C. Silva Universidade Federal de Itajubá - UNIFEI Instituto de Recursos Naturais - IRN Adaptado de Marllus Gustavo F. P. das Neves

2 Características básicas dos escoamentos livres

3 Escoamentos livres -Há uma superfície de contato com a atmosfera -As condições de contornos não são tão bem definidas como nos condutos forçados variáveis no tempo e no espaço -A maioria dos escoamentos livres ocorrem em grandes dimensões físicas grandes R e raramente laminares -Deformabilidade extrema remansos, ressaltos -Variabilidade de rugosidade

4 Classificação dos escoamentos livres

5

6 Equações básicas do escoamento livre São caracterizados utilizando-se os mesmos princípios básicos dos escoamentos em condutos: - Eq. da Continuidade -Eq. da Quantidade de movimento -Eq. da Energia

7 Representação da linha de energia em canais Ver exemplo 7.1 (pag. 189) – Fund. Eng. Hidráulica

8 Parâmetros geométricos e hidráulicos

9 B largura superficial A área molhada P perímetro molhado Y profundidade (fundo à superfície) Y h = A/B Profundidade hidráulica R raio hidráulico

10 Y h Observação: O perímetro molhado leva em conta somente a parte em contato com o líquido

11 Seções com geometrias conhecidas

12

13

14 Ver exemplo 7.2 (pag. 192) – Fund. Eng. Hidráulica

15 Seções retangulares e trapezoidais Comuns em canais abertos Trapezoidais preferidas algumas vezes por não necessitar de estruturas rígidas para estabilizar taludes Mas podem precisar de mais espaço nas laterais

16 Seção trapezoidal

17 Seções circulares Vazões mais reduzidas redes de esgotamento sanitário e pluvial, bueiros Seção retangular

18 Seções triangulares Canais de pequenas dimensões sarjetas rodoviárias e urbanas

19 Seções com geometrias irregulares

20

21 Pode-se supor um conjunto de trapézios, triângulos ou retângulos pequenos o suficiente ou considerar como canais onde a largura é muito maior que a profundidade Seções retangulares largas Pode-se mostrar que: A By P B e R y

22 Variação de pressão

23 Condutos forçados pressão praticamente constante em toda a seção canais pressão função da profundidade Se o escoamento for paralelo linhas de corrente sem curvatura Distribuição de Pressão hidrostática

24 Escoamento não for paralelo não é hidrostática Se o escoamento tiver declividade não desprezível P B = ycos 2 Distribuição Pseudo-hidrostática

25 Em canais com declividades inferiores a 0,1 m/m diferença de 1% Canais com I > 10% P B = ycos 2 Subpressão (crista) Sobrepressão (pé) Ver exemplo 7.3 (pag. 196) – Fund. Eng. Hidráulica

26 Variação de velocidade

27 Em canais a distribuição de velocidade não é uniforme As velocidades maiores ocorrem longe da parede

28

29 Na vertical, o perfil é aproximadamente logarítmico V max ocorre entre 5% e 25% da profundidade V med é aproximadamente a média entre V 20% e V 80% Ou aproximadamente V 60% Perfil de velocidade média

30 é o fator de correção de energia (Coriolis) Para levar em conta as irregularidades na distribuição de V é o fator de correção de Quantidade de movimento (Boussinesq)

31 Ou ainda, Ver exemplo 7.4 (pag. 201) – Fund. Eng. Hidráulica


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