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Calor e Fluidos

Calculadora do Caudal de um Descarregador Retangular (Fórmula de Francis)

Caudal sobre um descarregador retangular de soleira delgada a partir do comprimento da crista e da altura de água sobre ela, com o efeito das contrações laterais.

Resultados

Caudal sobre o descarregador 103,7 L/s
Caudal sobre o descarregador 0,1037 m³/s
Caudal por hora 373,3 m³/h
Comprimento efetivo da crista 0,970 m
Caudal por metro de crista 103,7 L/(s·m)
Como varia
Caudal sobre o descarregadorAltura de água sobre a crista (medida a montante) 0,00 – 0,30. Caudal sobre o descarregador: 0 → 284,202Caudal sobre o descarregador01002003000,000,050,100,150,200,250,30Altura de água sobre a crista (medida a montante) (m)

A linha tracejada marca o valor que escreveu.

O que faz esta ferramenta

Um descarregador transforma uma altura que se mede num caudal que não se mede: o caudal cresce com a altura elevada a 1,5, pelo que o dobro da altura dá quase o triplo do caudal. A fórmula de Francis é um ajuste empírico antigo para uma crista de aresta viva com lâmina livre; cada contração lateral estreita o comprimento efetivo da crista em um décimo da altura. Meça a altura com uma régua colocada bem a montante da crista, a várias vezes a altura de distância, onde a superfície da água ainda não desceu em direção ao descarregador, e mantenha a lâmina arejada.

Fórmula

Q = 1.84 (L − 0.1 n H) H^(3/2) (Francis, SI: Q in m³/s, L and H in m, n = 0, 1 or 2 end contractions)

Variáveis

SímboloSignificadoUnidade
lComprimento da cristam
hAltura de água sobre a crista (medida a montante)m
ncContrações laterais—
QLCaudal sobre o descarregadorL/s
QSCaudal sobre o descarregadorm³/s
QHCaudal por horam³/h
LEComprimento efetivo da cristam
QUCaudal por metro de cristaL/(s·m)

Exemplo resolvido

  • Comprimento da crista1 m
  • Altura de água sobre a crista (medida a montante)0,15 m
  • Contrações laterais2
  • Caudal sobre o descarregador103,7 L/s
  • Caudal sobre o descarregador0,1037 m³/s
  • Caudal por hora373,3 m³/h
  • Comprimento efetivo da crista0,970 m
  • Caudal por metro de crista103,7 L/(s·m)

Limitações

  • A fórmula assume condições ideais: sem perdas por atrito, sem resistência do ar e sem perdas de rendimento, a não ser que as introduza.
  • O resultado é uma estimativa baseada apenas nos valores que introduziu. Situações reais incluem muitas vezes fatores que esta calculadora desconhece.