Apostila de Hidráulica - Curso de Engenharia Civil – Universidade Regional de Blumenau – SC 797.2.7 NÚMERO DE FROUDE - PARA UMA SEÇÃO RETANGULAR Sabemos que a energia especifica mínima é dada por: V2 E min = hc + 2g 3 Substituindo E min = hc (Seção retangular) temos: 2 2 3 V V2 3 V 2 hc V2 hc = hc + ou = hc − hc ou = ou ainda hc = 2 2g 2g 2 2g 2 g ainda posso fazer: V = 1 (válida para a situação critica). ghc Para outra situação temos V Fr = Número de Froude (Fr) para uma seção retangular gh 7.2.8 RESUMO DAS CARACTERÍSTICAS HIDRÁULICAS - SEÇÃO RETANGULAR Tabela 9.1 - Resumo das características hidráulicas Canal se seção retangular Rápido Crítico Lento h <h c h = hc h > hc V >V c V = Vc V< Vc I>Ic I = Ic I < Ic Fr>1 Fr = 1 Fr< 1 h V2 h V2 h V2 < = > 2 2g 2 2g 2 2g 7.2.10. RESSALTO HIDRÁULICO 7.2.10.1 CONCEITO O salto ou ressalto hidráulico é uma brusca elevação do nível da água em um canal funcionando em regime permanente. Ele ocorre com a passagem de um escoamento de profundidade menor que a critica para outra maior que esta, ou pode-se dizer também que ocorre ressalto quando passa do regime rápido para o lento. É um interessante fenômeno, o que, frequentemente, se observa no sopé das barragens, a jusante das comportas e nas vizinhanças de obstáculos submersos. Prof. Ademar Cordero, Doutor em Engenharia Hidráulica pelo Politécnico de Milão - IT 2.10. Exemplo letra a) abaixo.3.Curso de Engenharia Civil – Universidade Regional de Blumenau – SC 80 7.IT . hr < hc 7. forçando o líquido rolar contra a corrente. Ademar Cordero. é igual a impulsão da força durante esse tempo.10. Apostila de Hidráulica .3 ALTURA E COMPRIMENTO DO SALTO HIDRÁULICO Teorema A variação da quantidade de movimento durante certo tempo.2.1 Altura Rápida (hr) Prof. Exemplo letra b).10. hr << hc b) Superfície agitada. Para uma Seção Retangular temos: A = B*h 7.2 TIPOS DE RESSALTO HIDRÁULICO Duas formas: a) O salto elevado.V 2 = γhgr Ar − γhgl Al para seção qualquer. t2 V2 Fdt = mdv m = ρQ t1 V1 Movimento Permanente Vazão constante em qualquer tempo. com um grande turbilhamento. t 2 − t1 = 1seg V2 F= ρQdv = ρQ(V2 − V1 ) Pr: impulsão no regime rápido V1 Pl: impulsão no regime lento F = ρQ(V2 − V1 ) Pr = γhgr Ar Pl = γhgl Al ρQVl − ρQ.2. Doutor em Engenharia Hidráulica pelo Politécnico de Milão . porém sem redemoinho e sem retorno do líquido. m/s VL é a velocidade lenta.10. Tais condições deixam de ser satisfeitos. em m Q é a vazão em m³/s 7. m/s hr é a altura rápida. REMANSO 7.3.10.2.IT .2. em m Q é a vazão em m³/s Outras equações equivalentes para a altura lenta e a altura rápida: hr 2 hl = 1 + 8 Frr − 1 onde Vr é a velocidade em m/s 2 hl 2 hr = 1 + 8Frl − 1 onde Vl é a velocidade em m/s 2 7.2.2 Altura Lenta (hL) 2 hr 2Q 2 1 hr hl = − + + altura lenta ocorre no fim do ressalto.4 Comprimento do ressalto de fundo horizontal (L) L= 6.3. por exemplo. em m B é a base.3. quando se executa Prof.2. Ademar Cordero. m 7. m hL é a altura lenta. m hr é a altura rápida. m 7. 2 gB 2 hl 4 hl é a altura lenta.11.10. m Vr é a velocidade rápida.11. 2 gB 2 hr 4 hr é a altura rápida.3 Perda de Carga entre as duas seções 2 2 Vr V hp = + hr − l + hl 2g 2g onde: hp é o perda de carga entre as duas seções. m hl é a altura lenta.Curso de Engenharia Civil – Universidade Regional de Blumenau – SC 81 2 h 2Q 2 1 hl hr = − l + + altura rápida ocorre no início do ressalto. Apostila de Hidráulica .1 CONCEITO O movimento uniforme em um curso d’água caracteriza-se por uma seção de escoamento e declividade constante. Doutor em Engenharia Hidráulica pelo Politécnico de Milão . em m B é a base.9 (hl – hr) onde: L é o comprimento do ressalto.2. É isto que é denominado remanso. 2.11. A relação entre as energias nas duas seções pode ser escrita sob a forma: J I J 2 2 V1 V ∆Z + h1 + = h2 + 2 + h p 2g 2g ∆Z = ∆L * I h p = ∆L * J 2 2 V1 V ∆L * I + h1 + = h2 + 2 + ∆L * J 2g 2g Isolando delta L temos: ∆L = (h 2 2 )( + 2V. A barragem causa a sobreelevação das águas. 1 e 2. Apostila de Hidráulica .1g 2 ) Equação para determinar o comprimento do Remanso.Curso de Engenharia Civil – Universidade Regional de Blumenau – SC 82 uma barragem em um rio. 7. influenciando o nível d’água a uma distância a montante. I−j Prof. Ademar Cordero.2 DETERMINAÇÃO DO COMPRIMENTO DO REMANSO Método Direto (Simplificado) O método direto deriva da consideração do balanceamento energético entre duas seções vizinhas. separadas entre si de uma distância suficientemente pequena para que o perfil da superfície da água entre ambas possa ser admitida como sendo uma linha reta. Doutor em Engenharia Hidráulica pelo Politécnico de Milão .IT .2g − h1 + 2V. por exemplo. por uma queda na extremidade do canal. Perfil do remanso I < Ic ho h h > ho > hc hc b) Remanso de Abaixamento É o perfil que ocorre num canal de fraca declividade.IT . quando pela construção de uma barragem. I < Ic ho > h > hc Assintota ho h hc c) Uma Terceira Forma Ocorre num canal de fraca declividade. quando a superfície de água sofre um abaixamento: por exemplo. como por exemplo.11.3 TIPOS DE REMANSO a) Remanso de elevação É a curva que ocorre num canal de fraca declividade.Curso de Engenharia Civil – Universidade Regional de Blumenau – SC 83 Para determinar o J: 1 2 1 Utilizando uma altura média no remanso hm (MPU ) Q = A RH 3 j 2 n 2 nQ j= 2 A( m ) RH3( m ) 7. quando a água é nele admitida com uma profundidade inferior ao valor crítico. Ademar Cordero. Apostila de Hidráulica .2. por uma comporta de fundo. por um degrau no leito ou pela mudança da declividade para outra mais acentuada. porém mantendo-se acima da profundidade crítica. ficando a altura d’água maior que a profundidade normal. Prof. Doutor em Engenharia Hidráulica pelo Politécnico de Milão . a água deve elevar-se acima da profundidade normal do escoamento para vencer o obstáculo.