Cap.6 - Pricípios Hidráulica Aplicados Rega

Cap.6 - Pricípios Hidráulica Aplicados Rega

ÍNDICE

6.1 - Propriedades Físicas dos Líquidos  293

6.1.1 - Definição  293

6.1.2- Massa Específica e Peso Específico  293

6.1.3 - Densidade  293

6.1.4 - Forças de Ligação. Pressão e Viscosidade  293

6.1.5 - Coesão. Tensão Superficial. Adesão. Capilaridade  296

6.1.6 – Celeridade  297

6.1.7 - Tensão de Vapor de Água  297

6.1.8 - Solubilidade dos Gases nos Líquidos  298

6.2 - Fundamentos do Escoamento dos Líquidos  298

6.2.1 - Algumas Definições Importantes  298

6.2.2 - Equações Gerais  303

6.2.2.1 - Introdução  303

6.2.2.2 - Equação da Continuidade  303

6.2.2.3 - Teorema de Bernoulli 304

6.2.2.4 - Aplicação Numérica  306

6.3 - HIDROSTÁTICA   307

6.3.1 - Energia num Líquido em Repouso  307

6.3.1.1 - Energia de Pressão no Interior de um Líquido  307

6.3.1.2 - Energia Potencial de Posição Devida à Acção da Gravidade  307

6.3.2 - Transmissão de Pressão no Interior um Líquido  308

6.3.2.1 - Diferença de Pressão Entre Dois Pontos  308

6.3.2.2 - Equilíbrio de Líquidos num Sistema de Vasos Comunicantes  309

6.3.3 - Forças de Pressão Sobre Superfícies Imersas  310

6.3.3.1 - Impulsões Vertical e Horizontal 310

6.3.3.2 - Impulsão Hidrostática sobre Superfícies Planas  310

6.3.3.2.1 - Considerações Gerais  310

6.3.3.2.2 - Aplicação Numérica  312

6.3.4 - Equilíbrio de Corpos Mergulhados. Princípio de Arquimedes  314

6.3.4.1 - Considerações Gerais  314

6.3.4.2 - Aplicação Numérica  315

6.4 - ESCOAMENTOS EM PRESSÃO   316

6.4.1 - Conceitos Básicos  316

6.4.1.1 – Definição  316

6.4.1.3 - Rugosidade  317

4.6.1.4 - Conceito de Raio Hidráulico  318

6.4.2 - Perdas de Carga  318

6.4.2.1 - Perdas de Carga. Conceito e Natureza  318

6.4.2.2 - Classificação das Perdas de Carga  318

6.4.2.3 - Fórmula Geral das Perdas de Carga Contínuas  319

6.4.2.3.1 - Equações Gerais  319

6.4.2.3.2 - Aplicação Numérica  320

6.4.2.3.3 - Natureza das Paredes  321

6.4.2.3.4 - Problemas Práticos  322

6.4.2.3.5 - Equações específicas para cada tipo de material 324

6.4.2.3.5.1 - Considerações Gerais  324

6.4.2.3.5.2 - Fórmula de Manning-Strickler  324

6.4.2.3.5.3 - Fórmula de Hazen-Williams  325

6.4.2.3.5.4 - Outras fórmulas  325

6.4.2.3.5.5 - Aplicação Numérica  326

6.4.2.3.6 - Tabelas e Ábacos  327

6.4.2.4 - Perdas de Cargas Localizadas  328

6.4.2.4.1 - Generalidades  328

6.4.2.4.2 - Expressão Geral das Perdas Localizadas  329

6.4.2.5 - Linhas de Energia e Piezométrica  330

6.4.2.5.1 – Considerações gerais  330

6.4.2.5.2 - Andamento da Linha de Energia  330

6.4.3 – Considerações sobre o dimensionamento das tubagens  330

6.4.3.1 - Determinação do diâmetro mais económico  330

6.4.3.1.1 – Considerações gerais  330

6.4.3.1.2 – Conduta gravítica  332

6.4.3.1.3 – Conduta elevatória  335

6.4.3.2 - Comentários Sobre as Fórmulas  335

6.4.3.2.1 – Escolha da Fórmula a Usar  335

6.4.3.2.2 – Velocidades Usuais  335

6.4.3.2.3 - Comprimento das Tubagens - Vida útil 336

6.4.3.2.4 - Regras Gerais Sobre Traçado em Planta e em Perfil 336

6.4.4 – Tipos de Tubagens e Alguns Acessórios  337

6.4.4.1 – Considerações Gerais  337

6.4.4.2 - Tubos de Fibrocimento  339

6.4.4.3 – Tubagens de Plástico  341

6.4.4.3.1 - Características Gerais. Vantagens e Desvantagens  341

6.4.4.3.2 - Tubagem de polietileno  341

6.4.4.3.2.1 - Definição e Classificação dos Polietilenos  341

6.4.4.3.2.2 - Características Gerais  342

6.4.4.3.3 - Tubos de Poli (Cloreto de Vinilo) Não Plastificado (PVC) 345

6.4.4.3.4 - Tubo de Poliéster Reforçados a Fibra de Vidro - PRV  347

6.4.4.4 - Tubagem Metálica  348

6.4.4.4.1 -Tubos de Ferro Fundido  348

6.4.4.4.2 - Tubos de Aço  350

6.4.4.5 - Tubos de Betão  350

6.4.4.6 - Classe de Pressão da Tubagem   352

6.4.4.7 - Características das valas de assentamento das tubagens  352

6.4.4.8 - Maciços de Amarração  353

6.4.4.8.1 – Considerações Gerais  353

6.4.4.8.2 - Aplicação numérica  356

6.4.4.9 – Enchimento e Esvaziamento de Condutas sob Pressão  358

6.4.4.10 - Ensaios de pressão  359

6.4.4.10.1 - Ensaio à pressão hidrostática  359

6.4.4.11 - Alguns Órgãos Acessórios  359

6.4.5 - Golpe de Aríete  369

6.4.5.1 - Introdução  369

6.4.5.2 - Descrição do Fenómeno  370

6.4.5.3 - Análise Preliminar  374

6.4.5.3.1 - Considerações Gerais  374

6.4.5.4 - Aplicação Numérica  376

6.4.6 - Cavitação  378

6.4.6.1 - Considerações Gerais  378

6.4.6.2 - Fundamentos da Cavitação  379

6.4.6.3 - Mitigação dos efeitos  380

6.5 - ESCOAMENTOS COM SUPERFÍCIE LIVRE  381

6.5.1 - Generalidades  381

6.5.2 - Escoamentos Uniformes  382

6.5.2.1 - Fórmulas Fundamentais  382

6.5.2.2 - Elementos Característicos do Escoamento Uniforme  383

6.5.2.2.1 - Considerações Gerais  383

6.5.2.2.2 - Determinação da Altura Uniforme  383

6.5.2.2.3 - Aplicação Numérica  387

6.5.2.3 - Secção de Caudal Máximo  388

6.5.2.4 - Secções Compostas  389

6.5.2.5 - Folga nos Canais  390

6.5.2.6 - Estabilidade de Canais não Revestidos  390

6.5.2.6.1.1 - Considerações Gerais  390

6.5.2.6.1.2 - Formas da Secção  391

6.5.2.6.1.3 - Determinação da Altura e Largura  391

6.5.2.6.1.4 - Aplicação Numérica  391

6.5.2.7 - Revestimento dos canais  393

6.5.2.7.1 - Introdução  393

6.5.2.7.2 - Revestimento a betão  394

6.5.2.7.3 - Revestimento a geomembranas  394

6.5.2.7.4 – Revestimento com telas asfálticas  397

6.5.2.7.5 - Experiência portuguesa  398

6.5.2.7.6 - Determinação das perdas por infiltração em canais  400

6.5.3. - ESCOAMENTOS PERMANENTES  401

6.5.3.1 - Equações Fundamentais  401

6.5.3.2 - Energia Específica e Regime Crítico numa Secção Transversal 403

6.5.3.2.1 - Curva dos Caudais ou Curva de Igual Energia Específica  403

6.5.3.2.2 - Curva da Energia Específica ou Curva de Igual Caudal 404

6.5.3.3 - Fórmulas do Regime Crítico  404

6.5.3.3.1 - Altura Crítica  404

6.5.3.3.2 - Inclinação Crítica  406

6.5.3.3.3 - Aplicação Numérica  407

6.5.3.4 - Regimes Lentos e Rápidos  409

6.5.3.5 - Curvas de Regolfo  410

6.5.3.5.1 - Generalidades  410

6.5.3.5.2 - Secção de Referência  412

6.5.3.5.3 - Métodos de Cálculo  412

6.5.3.5.3.1 - Método das Diferenças Finitas  412

6.5.3.5.3.1.1 - Aplicação Numérica  414

6.5.3.6 - Ressalto Hidráulico  416

6.5.3.6.1 - Generalidades  416

6.5.3.6.2 - Relação Fundamental do Ressalto em Canal Horizontal 417

6.5.3.6.3 - Aplicações do Ressalto  419

6.5.3.7 – Queda Hidráulica  419