Hidráulica Universidade Federal de Itajubá - UNIFEI

Apresentação em tema: "Hidráulica Universidade Federal de Itajubá - UNIFEI"— Transcrição da apresentação:

1 Hidráulica Universidade Federal de Itajubá - UNIFEI
Instituto de Recursos Naturais - IRN Hidráulica HID 006 Prof. Benedito C. Silva 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 Re  raramente laminares Deformabilidade extrema  remansos, ressaltos Variabilidade de rugosidade

4 Classificação dos escoamentos livres

5 Classificação dos escoamentos livres

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) Yh = 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

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

18 Seções triangulares Canais de pequenas dimensões  sarjetas rodoviárias e urbanas

19 Seções com geometrias irregulares

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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 PB = gycos2q Distribuição Pseudo-hidrostática

25 Subpressão (crista) Sobrepressão (pé)
Em canais com declividades inferiores a 0,1 m/m  diferença de 1% Canais com I > 10%  PB = gycos2q 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

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29 Na vertical, o perfil é aproximadamente logarítmico
Vmax ocorre entre 5% e 25% da profundidade Vmed é aproximadamente a média entre V20% e V80% Ou aproximadamente V60% Perfil de velocidade média

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

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