- Ec = D
- hc = (2/3) * Ec
- Am = função(seção, hLam), a imagem se refere a uma seção circular, mas pode ser qualquer tipo de seção (retangular, circular, elíptica, etc). Para bueiros duplos, triplos, etc, Am e Pm se somam de todas as seções
- Pm = função(seção, hLam)
- B = função(seção, hLam)
- Rh = Am / Pm
- hLam ≤ D; arbitre hLam que satisfaça Fr=1 (condição de escoamento crítico)
- Qcalc = g ^ 0.5 * Am * (Am / B) ^ 0.5
- Vcalc = Qcalc / Am
- Icalc = n ^ 2 * Vcalc ^ 2 / (Rh ^ (4 / 3))
- Vc = (g * hc) ^ 0.5
- Fr = Vcalc / Vc
- Para Fr = 1 (condição de escoamento crítico):
- Qc = Qcalc
- Vc = Vcalc
- Ic = Icalc
- dc = hc = hLam
-
Note: Vc é a velocidade crítica para Fr=1. No dimensionamento de redes de esgoto, NBR 9649, item 5.1.5.1, a chamada velocidade crítica é dado por:
Vcr = 6 * (g * Rh) ^ 0.5
Esta é a velocidade crítica que ocorre no tubo, para a situação de declividade atual do projeto, que não tem obrigação de ser igual a declividade crítica onde Fr=1. Sendo assim, o número de Froude dado por Fr = Vesc / (g * yh) ^ 0.5, poderá ser diferente de 1.
- n - coeficiente de Manning
- D - Altura da seção do bueiro
- hLam - altura de escoamento arbitrária
- Am - área da seção molhada em função da altura da lâmina (hLam) na seção adotada (circular, retangular, etc)
- B - largura da lamina livre, que está em contato com a atmosfera
- Qcalc - vazão caculada para uma altura de escoamento arbitrária (hLam)
- Vcalc - velocidade calculada para a lâmina arbitrária (hLam)
- Icalc - declividade calculada do bueiro que causa Vcalc e Qcalc na seção e (hLam) arbitradas
- Ec - energia específica
- hc - profundidade crítica
- Fr - número de Froude
- dc - tirante crítico
- Qc - vazão na condição de escoamento crítico (Fr=1)
- Vc - velocidade do escoamento na condição de escoamento crítico (Fr=1)
- Ic - declividade do bueiro para a condição de escoamento crítico (Fr=1)
Limitando-se sua capacidade admissível á vazão correspondente ao regime crítico, com energia específica igual ao seu diâmetro ou altura, o que exige a proteção à montante e a jusante aos riscos de erosão.
Para esta condição:
- Qesc ≤ Qadm
- V ≤ Vadm
- Qadm = Qc
- HW ≤ D (Entrada não submersa)
- TW ≤ dc
- Qesc - descarga de projeto, a vazão a ser escoada
- Qadm - vazão admissível na seção
- Vadm - velocidade admissível, segundo DNIT, 4,5 m/s para tubos de concreto; Se V > Vadm, pode-se:
- diminuir a declividade do bueiro
- mudar a seção
- HW - altura da lâmina d'água a montante
- TW - altura da Lâmina d'água a jusante
Sempre que a declividade do bueiro (I) for inferior à crítica (Ic), o dimensionamento (seção e velocidade do fluxo) será obtido por intermédio das equações gerais do fluxo.
Nesta condição:
- I < Ic
- Limitações:
- celulares, lenticulares, elípticos: hLam ≤ 0.80 * D
- lenticulares, elípticos: hLam ≥ 0.20 * D
- lenticulares: dc ≤ 0.65 * D
- elípticos: dc ≤ 0.72 * D
- Am = função(seção, hLam)
- Pm = função(seção, hLam)
- Rh = Am / Pm
- Vcalc = Rh ^ (2 / 3) * I ^ 0.5 / n
- Qcalc = Am * V
- Ic - declividade crítica, declividade para a qual o bueiro funciona no regime crítico (Ec=D, Fr=1)
- hLam - altura de escoamento arbitrária
- I - declividade de projeto do bueiro
- Am - área molhada da seção para altura hLam
- Pm - perímetro molhado da seção para altura hLam
- Rh - raio hidráulico
- dc - tirante crítico (ver regime crítico)
- Vcalc - velocidade de escoamento calculada pela fórmula de Manning, para uma altura de escoamento hLam
- Qcalc - vazão escoando no bueiro para a altura hLam arbitrada
- Qesc - vazão de projeto, o a vazão que deverá escoar no bueiro