Calculadora do Número de Froude (Regime em Canais Abertos)
Número de Froude de um escoamento num canal, rio ou descarregador a partir da velocidade e da altura, com a indicação de ser subcrítico ou supercrítico e a altura crítica.
Resultados
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O que faz esta ferramenta
O número de Froude compara a velocidade do escoamento com a velocidade √(g·h) a que viaja uma onda pequena sobre água dessa profundidade. Abaixo de 1 o escoamento é subcrítico — lento e fundo, e as ondulações propagam-se para montante; acima de 1 é supercrítico — rápido e pouco fundo, e as ondulações são arrastadas para jusante. Perto de 1 a superfície é instável e formam-se ondas. O ressalto hidráulico é o que acontece quando um escoamento supercrítico passa a subcrítico, como ao pé de um descarregador. Num canal não retangular use a altura hidráulica (área ÷ largura à superfície).
Fórmula
Fr = v ÷ √(g × h) · Fr < 1 subcritical, Fr = 1 critical, Fr > 1 supercritical · specific energy E = h + v² ÷ 2g
Variáveis
| Símbolo | Significado | Unidade |
|---|---|---|
v | Velocidade | m/s |
h | Profundidade | m |
FR | Número de Froude | — |
CL | Regime do escoamento | — |
CW | Velocidade de uma onda pequena à superfície | m/s |
SE | Energia específica do escoamento | m |
YC | Altura crítica (canal retangular, mesmo caudal por metro de largura) | m |
Exemplo resolvido
- Velocidade2 m/s
- Profundidade1 m
- Número de Froude0,639
- Regime do escoamentoSubcrítico (lento e fundo) — as perturbações propagam-se para montante
- Velocidade de uma onda pequena à superfície3,13 m/s
- Energia específica do escoamento1,204 m
- Altura crítica (canal retangular, mesmo caudal por metro de largura)0,742 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.