ELEMENTOS GEOMETRICOS DOS CANAIS

ELEMENTOS GEOMETRICOS DOS CANAIS

Tanto nos canais prismáticos como nos não prismáticos, uma série de parâmetros é necessária para descrever geometricamente a seção e as declividades de interesse. Conforme a figura 7.1 os principais elementos geográficos são

[pic 1]

1. Área molhada (A) é área da seção reta do escoamento, normal à direção do fluxo.                                                                                                                [pic 2][pic 3]

                                                                                                

1. Perímetro molhado (P) é o comprimento da parte da fronteira sólida da seção do canal(fundo e paredes) em contato com o líquido; a superfície molhada não faz parte do perímetro molhado.                                                                                                                                                        P=[pic 4]

1. Raio hidráulico (Rh) é a relação entre a área molhada e o perímetro molhado.        Rh=        [pic 5]
2. Altura d’agua ou tirante d’agua (y) é a distância vertical do ponto mais baixo da seção do canal até a superfície livre.
3. Altura de escoamento da seção (h) é a altura do escoamento medido perpendicularmente ao fundo do canal.
4. Largura de topo (B) é a largura da seção do canal  na superfície livre , função da forma geométrica  da seção e da altura d’água.                                            (Para seções trapezoidais)[pic 6]

   B =b                      (Para seções retangulares)

1. Altura hidráulica ou altura média (Hm) é a relação entre a área molhada e a largura da seção na superfície livre.É a altura de um retângulo de área equivalente à área molhada.

[pic 7]

1. Declividade de fundo (Io) é a declividade longitudinal do canal.
2. Declividade piezométrica ou declividade da linha d’agua (Ia).
3. Declividade da  linha de energia (If) é a variação de energia da corrente no sentido do escoamento.

   

                                TIPOS DE ESCOAMENTOS

Os escoamentos nos canais podem ser parâmetros de variabilidade o espaço e o tempo, isto é, características hidráulicas como altura d’água, área molhada , raio hidráulico podem variar no espaço , de para seção , e no temp.                                Tomando como critério comparativo o tempo , os escoamentos podem ser permanentes e não permanentes ou variáveis.                                                        O escoamento ou regime é permanente se a velocidade local em um ponto qualquer da corrente permanecer invariável no tempo, em módulo e direção. Por conseguinte, os demais parâmetros hidráulicos em uma mesma seção transversal , como profundidade, vazão , área molhada etc., guardam um valor constante e existe entre as diversas seções do canal uma “continuidade de vazão”.                                Ao contrario, o escoamento ou regime não permanente se a velocidade em um certo ponto varia com o passar do tempo. Nesse caso, não existe uma continuidade de vazão e as características do escoamento dependem , por sua vez, das coordenadas do ponto considerado e do tempo. Este tipo de escoamento ocorre, por exemplo, quando da passagem de uma onde cheia através de um canal. Deve-se, entretanto , observar que o fato do escoamento ser permanente ou não depende da posição do observador em relação a corrente , assim o escoamento de um rio em volta do pilar de uma ponte é permanente para o observador e não permanente para o observador em um barco impelido pela corrente.                        Tomando como critério comparativo de espaço , os escoamentos podem ser uniformes e não uniformes ou variados. O escoamento ou regime é uniforme desde que as velocidades locais sejam paralelas entre si e constante ao longo de uma mesma trajetória: elas podem, entretanto, diferir de uma trajetória para outra. As trajetórias são retilíneas e paralelas , a linha d’água é paralela ao fundo , portanto a altura d’água é constante  Io= Ia=If.                                                                Quando as trajetórias não são paralelas entre si , o escoamento é dito não uniforme , a declividade da linha d’água não é paralela a declividade de fundo e os elementos característicos do escamento variam de uma seção para outra. Nesse caso , a declividade de fundo difere da declividade da linha d’água Io≠ Ia.                        O escoamento variado pode ser permanente ou variável , acelerado ou não acelerado, se a velocidade aumenta ou diminui no sentido do movimento.                O escoamento variado, por sua vez, é subdividido em gradualmente  variado , e rapidamente variado. No primeiro caso , os elementos característicos da corrente variam lenta e gradual , de seção para seção , e no segundo , há uma variação brusca na altura d’água e demais parâmetros , sobre uma distância comparativamente pequena . Os escoamentos bruscamente variados serão estudados como fenômenos locais , cujos principais exemplo são o ressalto hidráulico , que é uma elevação brusca da superfície livre que se produz quando uma corrente de forte velocidade encontra uma corrente de fraca velocidade , e a queda brusca, que consiste em um abaixamento notável da linha d’água sobre uma distância curta.                                                                                [pic 8]        

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