Aula 12 Hidráulica e Hidrometria - Perímetro Molhado em Canais

Hidráulica e Hidrometria Aula 12 Perímetro Molhado P r o f e s s o r P O S S A S A n d r é L D B l u m e n a u 0 7 d e N o v e m b r o d e 2 0 2 2 SOCIEDADE EDUCACIONAL LEONARDO DA VINCI SS LTDA CENTRO UNIVERSITÁRIO DANTE ENGENHARIA CIVIL O insucesso é apenas uma oportunidade para recomeçar com mais inteligência HENRY FORD 1 Seção de mínimo perímetro molhado O perímetro molhado P é o comprimento total do canal que está em contato direto com o líquido escoado Figura 37 2 Trapézio de mínimo perímetro molhado Esta equação relaciona os dois adimensionais razão de aspecto e inclinação do talude para que a seção tenha o mínimo perímetro molhado Razão de aspecto m Inclinação do Talude Z 3 Retângulo de mínimo perímetro molhado O retângulo é um caso particular da forma de trapézio justamente quando o ângulo do talude é de 90 ou seja Z cotg 90 0 Assim com base em Porto 2006 substituindo na condição determinada para o trapézio obtémse Isso quer dizer que a seção de mínimo perímetro molhado para seções retangulares é obtida quando a largura é equivalente a duas vezes sua altura Razão de aspecto m Largura do retângulo bB Altura do perímetro molhado y 4 Elementos hidráulicos da seção circular As seções circulares parcialmente cheias são comumente empregadas sendo as redes coletoras de esgotos seu uso mais conhecido Segundo Porto 2006 é necessário saber para uma determinada lâmina dágua a relação entre a vazão momentânea e a em seção plena assim como a velocidade pois há variação dos elementos geométricos e hidráulicos em função da altura da lâmina dágua Essas relações podem ser obtidas a partir de gráficos Figura a seguir ou tabela 4 Elementos hidráulicos da seção circular 4 Elementos hidráulicos da seção circular VALE LEMBRAR PARA SEÇÃO CIRCULAR ELEMENTOS GEOMÉTRICOS 4 Elementos hidráulicos da seção circular RELAÇÕES DE VELOCIDADE E VAZÕES quando em seção plena completamente ocupadas pelo líquido escoado utilizando a fórmula de Manning 4 Elementos hidráulicos da seção circular RELAÇÕES DE VELOCIDADE E VAZÕES com base no fato da área do conduto circular em seção plena ser e o raio hidráulico Segundo Porto 2006 a máxima velocidade e a vazão de determinada seção circular parcialmente cheia não ocorrem em seção plena mas nas seguintes condições Velocidade máxima θ 257 que corresponde a y 081 D Vazão máxima θ 3025 que corresponde a y 094 D O fato da vazão máxima em alguns momentos ser maior que em seção plena pode ser comprovado no Quadro 34 quando QQp1 4 Elementos hidráulicos da seção circular 4 Elementos hidráulicos da seção circular Tabela de Relações 4 Elementos hidráulicos da seção circular Tabela de Relações Continuação 4 Exemplo 1 trapezoidal Determinado canal trapezoidal com taludes 2H1V declividade de fundo I0 00010 mm revestimento em alvenaria de pedra argamassada em condições regulares n 0025 deverá transportar a vazão de 65 m³s A razão de aspecto corresponde a m b y 4 Qual será a velocidade média Esta seção é de mínimo perímetro molhado Quadro 32 Coeficiente de forma K m by Z 00 Z 050 Z 10 Z 125 Z 15 Z 175 Z 20 24 1193 1326 1421 146 1495 1528 1559 26 1241 1368 1459 1496 153 1562 1592 28 1286 1408 1495 1531 1564 1595 1623 3 1329 1446 1531 1565 1597 1626 1654 32 137 1484 1565 1598 1629 1657 1684 34 141 1519 1598 163 166 1687 1713 36 1448 1554 163 1661 169 1716 1741 38 1484 1588 1661 1691 1719 1745 1769 4 152 162 1692 1721 1748 1773 1796 42 1554 1652 1721 175 1776 18 1823 44 1587 1682 175 1777 1803 1826 1849 4 Exemplo 1 trapezoidal Determinado canal trapezoidal com taludes 2H1V declividade de fundo I0 00010 mm revestimento em alvenaria de pedra argamassada em condições regulares n 0025 deverá transportar a vazão de 65 m³s A razão de aspecto corresponde a m by 4 Qual será a velocidade média Esta seção é de mínimo perímetro molhado Passo 1 Para m by 4 Z 2 K 1796 4 Exemplo 1 trapezoidal Passo 2 Calcular o coeficiente dinâmico com base na fórmula Passo 3 Calcular a altura y através da formula de Manning compacta usando o valor de K encontrado na tabela K 1796 Passo 4 Calculamos a área molhada do trapézio 4 Exemplo 1 trapezoidal Passo 6 Calcular a velocidade média com base na vazão Q e a área molhada A Resposta da Questão a Passo 7 Para que a seção seja de mínimo perímetro molhado Resposta da questão b Portanto a seção descrita não e de mínimo perímetro molhado 5 Exemplo 2 Retangular Determinado canal retangular deve ser projetado para ser o mais eficiente possível mínimo perímetro molhado Sua declividade de fundo I0 00015 mm revestimento em argamassa de cimento em condições regulares n 0013 para o transporte de 45 m³s Qual será a altura e largura desse canal Quadro 32 Coeficiente de forma K m by Z 00 Z 050 Z 10 Z 125 Z 15 Z 175 Z 20 2 1091 1236 134 1383 1422 1458 1491 22 1143 1282 1382 1422 1459 1494 1526 24 1193 1326 1421 146 1495 1528 1559 26 1241 1368 1459 1496 153 1562 1592 28 1286 1408 1495 1531 1564 1595 1623 3 1329 1446 1531 1565 1597 1626 1654 32 137 1484 1565 1598 1629 1657 1684 34 141 1519 1598 163 166 1687 1713 36 1448 1554 163 1661 169 1716 1741 38 1484 1588 1661 1691 1719 1745 1769 4 152 162 1692 1721 1748 1773 1796 4 Exemplo 1 Retangular Passo 2 Calcular o coeficiente dinâmico com base na fórmula Passo 3 Calcular a altura y através da formula de Manning compacta usando o valor de K encontrado na tabela K 1091 Passo 1 Passo 4 Calcular a largura b através da fórmula da razão do aspecto m Obrigado pela sua atenção UNIASSelvi Graduação e Pós