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Determinação do Número de Froude, da Profundidade Crítica e da Energia Específica Crítica

Por:   •  16/4/2018  •  1.095 Palavras (5 Páginas)  •  332 Visualizações

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12) Com a velocidade a jusante e a montante e sabendo-se a profundidade a jusante e a montante, calcular a energia específica do escoamento a jusante e a montante;

13) Sabendo-se a área molhada (Am) a jusante e a montante e conhecendo-se a Sm, calcular a profundidade média do escoamento (ym);

14) Calcular o número de Foude (Fr) a jusante e a montante;

15) Calcular o caudal por unidade de largura (q) para o canal retangular;

16) Calcular a profundidade crítica (yc) para canal retangular;

17) Calcular a energia crítica (Ec) do escoamento.

DESENVOLVIMENTO E PROCEDIMENTOS

a) Tempos obtidos no experimento através do deslocamento da bolinha:

[pic 9]

b) Média dos tempos obtidos:

Tm = [pic 10]

Tm = 2.71 s

c) Cálculo da velocidade média do escoamento do canal livre considerando o comprimento do escoamento L= 2m

Vm = = = 0.74 m/s[pic 11][pic 12]

Para calcular a velocidade final é preciso considerar o fator de atrito das paredes = 0,95

Vf = Vm x 0,95 [pic 13] Vf = 0,74 x 0,95 = 0,701 m/s

Tabela 2: medição da profundidade do canal (y) e da área molhada (Am).

[pic 14]

A área molhada foi calculada entre o produto da profundidade (y) e superfície molhada Am = y x Sm

Para calcular a área molhada média deve se somar todas as áreas molhadas e dividir pelo número de áreas:

d) Cálculo da área molhada média da seção transversal do canal livre:

[pic 15]

Am média = = 0,00854 m^2[pic 16]

e) Cálculo da vazão média do escoamento do canal livre:

[pic 17]

Qm = 0,701 x 0,00854

Qm = 0,00598 m^3/s

Tabela 3: elementos característicos da seção transversal.

[pic 18]

f) Cálculo da velocidade a montante e a jusante através de:

[pic 19]

V (M)= [pic 20]

V (J) = [pic 21]

g) Cálculo da energia específica do escoamento a jusante e a montante através de:

[pic 22]

E (M) = 0,096 + = 0,115 E (J) = 0,074 + = 0,107[pic 23][pic 24]

h) Cálculo da profundidade média do escoamento a jusante e a montante través de: [pic 25]

Ym (M) = 0,096 + = 0,192 Ym (J) = 0,074 + = 0,148[pic 26][pic 27]

i) Calcular o número de Foude (Fr) a jusante e a montante.

[pic 28]

Fr (M) = = 0,449 Fr (J) = = 0,664[pic 29][pic 30]

j) Cálculo do caudal por unidade de largura (q) para o canal retangular

[pic 31]

q = =0,0598 [pic 32]

k) Cálculo da profundidade crítica (yc) para canal retangular.

[pic 33]

= 0,0734[pic 34]

l) Calcular a energia crítica (Ec) do escoamento.

[pic 35]

Ec = = 0,110[pic 36]

CONCLUSÃO

Baseado nos cálculos concluiu-se que a o número de Froude é menor que 1 tanto na montante quanto na jusante, portanto Fr é subcrítico. Isto significa que o escoamento em estudo tem baixa velocidade e alta profundidade.

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