Medida de Velocidade em Canais

Este relatório tem como finalidade descrever a prática em laboratório sobre como determinar a velocidade de um canal bem como sua vazão.

1. Experimento

No escoamento de um canal a velocidade da água próxima as laterais e ao fundo é mínima, pois esta perde velocidade por atrito. A partir de que se distancia das paredes do canal a água começa a ganhar velocidade, onde se encontra com sua velocidade máxima a cerca de 25% de profundidade no seu plano médio. Isso ocorre por conta da atmosfera e ação dos ventos, que também oferecem resistência na superfície do canal.

Com estas informações podemos montar um esquema para se estimar a velocidade deste canal. Com a ajuda de um molinete podemos obter um valor para a relação entre as rotações de sua hélice e o tempo. Deste modo determinamos 3 faixas verticais para se medir em 3 pontos de altura diferentes, respectivamente proporcionais à sua extensão e profundidade, e assim se obter um valor para a velocidade da secção transversal em questão de acordo com a figura.

1. Dados coletados

Fizemos três leituras para cada um dos nove pontos da secção transversal, e obtemos uma média em rotações por segundo para estas de acordo com a tabela

1. Relação para o cálculo da velocidade média

Com a ajuda de uma tabela somos capazes de relacionar o número de rotações por segundo do molinete com a velocidade da água nos pontos determinados.

De posse destas velocidades se é calculada a velocidade média da faixa vertical a partir desta relação:

Por conseguinte, é calculada a velocidade média da secção transversal, pela média aritmética das velocidades das faixas:

1. Velocidade do protótipo

A conversão dos dados entre modelo e protótipo é dada pela regra:

Na qual o valor de lambda neste experimento é dado pelos últimos quatro números da matricula do aluno responsável pelo relatório, ficando assim:

1. Vazão da secção

A partir da área da secção estudada e a velocidade média que obtemos se é calculada a vazão desta pela relação: