Calculadora de vazão em canal aberto por Manning

O que é a equação de Manning?

A equação de Manning relaciona a velocidade média do escoamento com superfície livre ao formato, à declividade e à rugosidade superficial do canal: v = (1 / n) × R^(2/3) × S^(1/2). Aqui, n é o coeficiente de rugosidade de Manning, R o raio hidráulico (área de escoamento dividida pelo perímetro molhado) e S a declividade do fundo. A vazão é a velocidade multiplicada pela área de escoamento: Q = v × A. É usada em canais de irrigação, drenagem pluvial, esgotos e leitos de cursos de água.

Qual modo escolher?

Com profundidade conhecida, você obtém a vazão. Com vazão conhecida, a calculadora encontra numericamente a profundidade normal capaz de conduzir essa vazão. A seção pode ser retangular, trapezoidal (triangular quando a largura de fundo é zero) ou um tubo circular parcialmente cheio.

Exemplo

Um canal retangular de concreto com 2 metros de largura opera com profundidade de 1 metro, n = 0,013 e declividade do fundo de 1 por mil. A área é 2 m², o perímetro molhado 4 m e o raio hidráulico 0,5 m. A velocidade é 0,63 × 0,0316 / 0,013 = 1,53 m/s e a vazão 3,06 m³/s. Com número de Froude de 0,49, o escoamento é subcrítico.

Limites

A equação é empírica e se aplica a escoamento permanente, uniforme e turbulento hidraulicamente rugoso. O valor de n afeta diretamente o resultado e é a entrada menos certa: os valores típicos citados são aproximados. Curvas, contrações, vertedores, efeitos de remanso, escoamento cheio pressurizado e borda livre estão fora deste cálculo.

Perguntas frequentes

Como calcular a vazão pela equação de Manning?

Um canal retangular de 2 m de largura com 1 m de profundidade de água, coeficiente de Manning de exemplo de 0,013 e declividade de 1 por mil conduz 3,065 m³/s. Multiplique a velocidade de Manning pela área de escoamento. Este cálculo preliminar considera escoamento permanente e uniforme e exclui remanso, contrações, vertedores e borda livre.

Calcular com estes valores