Hidraulica Aplicada

Ao redor da cidade tudo cresceu. O canal retangular que passa pelo centro recebe quantidade muito grande de dejetos líquidos e sólidos que se depositam, diminuindo sua seção útil. Construído em 1970, foi calculado para 50 anos de período de retorno. Nos últimos verões, apesar de as chuvas não terem sido tão intensas, o canal transborda com facilidade. São 2m de largura por 4m de altura em concreto armado.

Sabendo que as precipitações máximas foram de 200mm/h em todo o período, que o coeficiente de run-off c=0,3 no início e c=0,7 atualmente, que a duração da chuva é igual ao tempo de concentração da bacia do canal que é de 500.000m2, que a declividade é de 0,02m/m, pede-se nas unidades do sistema internacional (SI):

a) (1,00 pontos) Qual a capacidade do canal no início, com coeficiente de atrito de Manning igual a 0,013?

b) (1,00 pontos) Qual a capacidade do canal atualmente, com coeficiente de atrito de Manning igual a 0,014 (concreto velho)?

c) (0,50 ponto) O canal obedece às dimensões de máxima eficiência hidráulica?

d) (0,50 pontos) É ou não correto afirmar que apesar de transbordar o canal foi dimensionado corretamente?

e) (1,00 pontos) De acordo com o texto e os cálculos realizados nos itens anteriores, porque o canal transborda atualmente?

f) (1,00 pontos) Supondo uma contribuição adicional ao canal devido a ligação de um novo bairro de área 50.000m2, em situação com coeficiente de atrito de Manning igual a 0,014, você, como engenheiro responsável, autorizaria essa operação?

g) (1,00 pontos) Para a situação "f", calcular as alturas alternadas no canal.

h) (1,00 pontos) Para a situação "f", calcular as alturas conjugadas para ΔE=0,01m em um ressalto hidráulico no canal.

i) (1,00 pontos) Para a situação "h", calcular o comprimento do ressalto hidráulico Lj.

j) (0,50 pontos) Para a situação "f", calcular altura crítica;

k) (1,00 pontos) Para a situação "f", calcular velocidade crítica;

l) (0,50 pontos) Para a situação "f", calcular o número de Froude para os regimes sub e supercrítico;

Formulário:

Q=V.A ; Q=Am.Rh2/3.i0,5/ɳ ; E=z+y+(V2/2g); g=9,81m/s2; Rh=Am/Pm; Yh=Am/Sm; Lj=6y2; yc=(q2/g)1/3; q=Q/b; Fr=V/(gy)0,5; com perdas hp: ; sem perdas: ; .