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Equação de Manning: altura normal e velocidade em canal retangular

Informe a largura, a rugosidade, a declividade e a vazão: veja a altura normal da água por bisseção, a área molhada, a velocidade e o regime do escoamento.

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Entrada

Ex.: concreto liso 0,013; terra 0,025; pedra argamassada 0,020.

Metros de queda por metro de comprimento, por exemplo 0,001 = 1 m por km.

A busca para quando o intervalo da altura fica menor que a precisão.

Cada passo divide o intervalo pela metade.

Resultado

O resultado aparece aqui.

Como a altura normal é encontrada

Q = A · R^(2/3) · √S ÷ n, A = b·y, R = A ÷ (b + 2y); a altura y é a que faz Q igual à vazão de projeto

A vazão de um canal cresce com a altura da água. A ferramenta procura a altura em que a equação de Manning dá exatamente a vazão pedida, dividindo o intervalo de busca ao meio a cada passo (bisseção) até atingir a precisão.

Exemplo de canal retangular de 2 m de largura

Exemplo resolvido pela própria ferramenta (primeiras 12 de 20 linhas)
PassoMínimo (m)Máximo (m)Meio (m)
10,0000005,0000002,500000
20,0000002,5000001,250000
30,0000001,2500000,625000
40,6250001,2500000,937500
50,9375001,2500001,093750
60,9375001,0937501,015625
70,9375001,0156250,976562
80,9765621,0156250,996094
90,9765620,9960940,986328
100,9765620,9863280,981445
110,9814450,9863280,983887
120,9838870,9863280,985107

Cuidados com a equação de Manning

  • A comparação é feita elevando os dois lados à sexta potência, o que dispensa raízes e dá o mesmo resultado.
  • Se a altura máxima da busca não comportar a vazão, a resposta "A altura máxima comporta a vazão?" fica em Não e a altura mostrada é só o limite da busca.
  • O regime sai da comparação entre o quadrado da velocidade e g·y, com g = 9,81 m/s².
  • Só canal retangular; trapezoidal e circular pedem raiz quadrada no perímetro molhado e ficam de fora.

Nota: Cálculo hidráulico com os valores digitados; para obras, confira com um engenheiro.

Perguntas frequentes

Como calcular a altura normal pela equação de Manning?

Informe largura, rugosidade, declividade e vazão. No exemplo, a altura normal é 0,9841 m e a velocidade, 1,524 m/s.

Como saber se o canal está em regime subcrítico?

Compare o quadrado da velocidade com g·y: se for menor, o regime é subcrítico (lento).

Qual rugosidade de Manning usar em canal de concreto?

Cerca de 0,013 para concreto liso; veja tabelas de n para outros revestimentos.