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Curso de Manejo de águas pluviais Capitulo 69- Curva de remanso Engenheiro Plínio Tomaz 10 de fevereiro de 2011 pliniotomaz@uol.com.br

Capítulo 69 Curva de remanso

69-1

Curso de Manejo de águas pluviais Capitulo 69- Curva de remanso Engenheiro Plínio Tomaz 10 de fevereiro de 2011 pliniotomaz@uol.com.br

Capítulo 69- Curva de remanso 69.1 Introdução O objetivo é o cálculo da curva deremanso quando o movimento é uniforme e gradualmente variado. Primeiramente vamos recordar alguns conceitos fundamentais da hidráulica, tais como, altura normal yn, altura crítica yc, número de Froude, velocidade critica e declividade crítica. 69.2 Recordação de conceitos Os canais podem ser livres ou forçados. O conduto é chamado livre quando a veia líquida está em parte ou na sua totalidade emcontato a atmosfera conforme Pimenta, 1981. O conduto é forçado quando todo o contorno da veia líquida está em contato com a parede sólida. Diz-se que um movimento é permanente quando a velocidade local num ponto é invariante com o tempo conforme Pimenta, 1981. O movimento é não permanente se a velocidade local em um ponto depende do tempo. Na Figura (69.1) está um esquema do escoamento de água emcanais onde se pode notar o Tempo e o Espaço. No Espaço temos o movimento uniforme em que a altura do nivel de água não varia no canal e não uniforme quando varia. No Tempo temos o movimento permanente (Steady flow) em que a velocidade não varia no ponto e o não permanente quando varia (Unsteady flow).

Flow in Open Channel

Time
Steady Flow Unsteady Flow

Space
Uniform Flow Non UniformFlow

Rapidly varied Flow (Hydraulic Jump)

Gradually Varied Flow

The following classification is made according to the change in flow depth with respect to time and space.

Figura 69.1- Esquema do movimento dos liquidos em uma canal No movimento uniforme a velocidade em um determinado tempo não muda ao longo do canal e já no movimento gradualmente variado, há mudança de velocidade com adistância. Nos estudos que faremos consideraremos que o canal é prismático, tem alinhamento e forma constante, a declividade é pequena, isto é, menor de 0,05m/m (5%), a rugosidade é constante na altura do líquido e atravéz do canal no trecho considerado. Para o movimento uniforme a equação de perda de carga adotada é a de Manning que também será usada no movimento permanente gradualmente variado.69-2

Curso de Manejo de águas pluviais Capitulo 69- Curva de remanso Engenheiro Plínio Tomaz 10 de fevereiro de 2011 pliniotomaz@uol.com.br

V= (1/n) x R (2/3) x S 0,5 Sendo: V= velocidade média na seção do canal (m/s) n= rugosidade de Manning R= raio hidráulico (m) R= A/P A= área molhada (m2) P= perímetro molhado (m) S= declividade (m/m). Restrição para movimento gradualmente variado S≤0,05m/m Equação da continuidade: Q= A x V 69.3 Elementos geométricos das várias seções de canais Os canais podem ter seção transversal com várias formas, como a retangular, trapezoidal, triangular e circular. Na Tabela (69.1) estão os elementos geometricos, ou seja, a área da seção molhada A, o perímetro molhado P, o raio hidráulico, a largura superficial B ou as vezes chamada de T e o diâmetrohidráulico D que é a área/ largura superficial. Tabela 69.1- Elementos geométricos de várias seções de canais

Tabela 69.1- Elementos geométricos das varias seções de canais

Fonte: Chaudhry, 1993

69.4 Equações semi-empiricas para estimativa da altura crítica Existem duas maneiras básicas de se calcular a altura critica em um conduto livre. A primeira é o cálculo direto basedo no numero de Froudeigual a 1, que é o mais preciso. A segunda maneira de calcular é usar uma equação semi-empírica que é usada na maioria das vezes na prática devido a sua mais fácil aplicação. French in Mays, 1999 em seu livro Hydraulic Design Handbook capítulo 3.7-Hydraulic of Open Channel Flow, mostra quatro equações semi-empíricas para a estimativa da altura crítica yc extraídas de trabalho de Straub, 1982....
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