Avaliação Experimental da ocorrência da vazão e velocidade máximas em canais de seção circular - Lyra, Guilherme Bastos (2003)
No presente trabalho propôs-se verificar, experimentalmente, a validade da relação entre a altura de lâmina de água e diâmetro (y/D) para a definição da máxima vazão e máxima velocidade em canais de seção circular fechada, para regime de escoamento permanente uniforme e subcrítico; e determinar os coeficientes de rugosidade de Manning (n) e Bazin (n’) para tubos de PVC com diferentes declividades. O trabalho foi conduzido no Laboratório de Hidráulica do Departamento de Engenharia Agrícola da Universidade Federal de Viçosa, onde foram instalados canais de seção circular em PVC, com diâmetros comerciais de 100, 150, 200, 250 mm, 18 metros de comprimento e declividades de 0,05 %; 0,10 %; 0,15 % e 0,20 %. As declividades foram estabelecidas através de cavaletes, tendo-se o cuidado de garantira ocorrência do regime de escoamento permanente, uniforme e subcrítico. A vazão de alimentação dos canais, derivada de um reservatório de nível constante, foi controlada por meio de uma válvula gaveta e por by-pass, e determinada por um diafragma. Uma caixa estabilizadora foi usada e teve a função de uniformizar o escoamento de tal maneira que este ocorresse livre de perturbações ao longo do canal e uma caixa receptora também foi usada com a função de manter constante o nível d’água no final do canal e reconduzir, com o auxílio de uma bomba, a água para o reservatório de nível constante. Considerando os objetivos deste trabalho e os resultados alcançados, obtiveram-se as seguintes conclusões: a máxima vazão em canais de seção circular ocorreu a uma altura de lâmina de 0,93 a 0,95 do diâmetro interno da tubulação, não sofrendo influências das declividades, apenas das alturas de lâmina d’água; a máxima velocidade em canais de seção circular ocorreu a uma altura de lâmina de 0,78 a 0,82 do diâmetro interno da tubulação, não sofrendo influências das declividades, apenas das alturas de lâmina d’água; a vazão a seção plena representou 94 % daquela escoada para y/D = 0,95 e a velocidade a seção plena representou 90 % daquela da velocidade para y/D = 0,81. Os coeficientes de rugosidade de Manning válidos para o Sistema Internacional de Unidades (SI), para os diâmetros comerciais de 100, 150, 200 e 250 milímetros de tubulações de PVC são respectivamente 0,0080, 0,0092, 0,0095, e 0,0099 e os coeficientes de rugosidade de Bazin 0,05, 0,07, 0,08 e 0,09, para as mesmas condições, não ocorrendo diferença na rugosidade devido à mudança de declividade.