Hidraulica_Geral_-_Listas_de_Exercicios

(1)

IES

Plan

Fa

c

Plan

Instituto de Ensino Superior Planalto

Faculdades Planalto

SEPS AV. W5 SUL – EQ 708/907 – Brasília - DF – CEP: 70390-070 - Fone: 3442 6000 – Fax: SEPS AV. W5 SUL – EQ 708/907 – Brasília - DF – CEP: 70390-070 - Fone: 3442 6000 – Fax:

3443-2933 2933

INSTITUIÇÃO: IESPlan – INSTITUTO DE ENSINO SUPERIOR PLANALTO

CURSO: ENGENHARIA CIVIL

DISCIPLINA: HIDRÁULICA GERAL

PROFESSOR: WALSZON TERLLIZZIE ARAÚJO LOPES

11

aa

LISTA DE EXERCÍCIOS

1)

De um lago com NA (nível da superfície da água) na cota 1.480,00 m, parte uma adutoraDe um lago com NA (nível da superfície da água) na cota 1.480,00 m, parte uma adutora de tubos velhos de ferro fundido (fofo), com 650 m de comprimento e 100 mm de de tubos velhos de ferro fundido (fofo), com 650 m de comprimento e 100 mm de diâmetro, conduzindo água para um reservatório cujo nível d’água tem cota de 1.465,65 m. diâmetro, conduzindo água para um reservatório cujo nível d’água tem cota de 1.465,65 m. A rugosidade do tubo é de 4 mm e a temperatura da água é de 26

A rugosidade do tubo é de 4 mm e a temperatura da água é de 26ooC (C (νν _{= 0,876.10}_{= 0,876.10}-6-6 _m_m22_/s)._/s).

Determinar a vazão e a velocidade média do escoamento, utilizando a fórmula de Determinar a vazão e a velocidade média do escoamento, utilizando a fórmula de Hazen-Williams e a fórmula Universal.

Williams e a fórmula Universal.

2)

Certa adutora fornece 370 l/s através de uma tubulação com 600 mm de diâmetro montadaCerta adutora fornece 370 l/s através de uma tubulação com 600 mm de diâmetro montada com tubos de fofo velhos. Determinar a perda de carga unitária e a velocidade média do com tubos de fofo velhos. Determinar a perda de carga unitária e a velocidade média do escoamento utilizando a fórmula de Hazen-Williams e a fórmula Universal. A temperatura escoamento utilizando a fórmula de Hazen-Williams e a fórmula Universal. A temperatura da água é de 23

da água é de 23ooC.C.

3)

Para abastecer um acampamento, dispõe-se de tubos usados de cobre de 50 mm dePara abastecer um acampamento, dispõe-se de tubos usados de cobre de 50 mm de diâmetro. Admitindo que a velocidade do escoamento possa ser 0,60 m/s, calcular a vazão diâmetro. Admitindo que a velocidade do escoamento possa ser 0,60 m/s, calcular a vazão e a perda de carga unitária na canalização construída com esses tubos. Utilize a fórmula de e a perda de carga unitária na canalização construída com esses tubos. Utilize a fórmula de Hazen-Williams, a fórmula Universal, a fórmula de Flamant e a fórmula de Hazen-Williams, a fórmula Universal, a fórmula de Flamant e a fórmula de Fair-Whipple-Hsiao. A temperatura da água é de 25

Hsiao. A temperatura da água é de 25ooC.C.

4)

Certa tubulação com 1.500 m de comprimento deve fornecer 49 l/s de água comCerta tubulação com 1.500 m de comprimento deve fornecer 49 l/s de água com velocidade de 1,0 m/s. Se os tubos forem de fofo novos com revestimento asfáltico, quais velocidade de 1,0 m/s. Se os tubos forem de fofo novos com revestimento asfáltico, quais serão o diâmetro e a perda de carga unitária.

serão o diâmetro e a perda de carga unitária.

5)

Para projetar o abastecimento de uma pequena cidade, foram colhidos os seguintes dados:Para projetar o abastecimento de uma pequena cidade, foram colhidos os seguintes dados: População de 15.000 habitantes, no fim do alcance do projeto;

População de 15.000 habitantes, no fim do alcance do projeto; Consumo

Consumo per capita per capita de 200 l/hab.dia, no dia de maior demanda;de 200 l/hab.dia, no dia de maior demanda; Comprimento da adutora: 5.300 m; Comprimento da adutora: 5.300 m; Cota do NA do manancial: Cota do NA do manancial: 980,65 m;980,65 m; Cota do NA do reservatório: Cota do NA do reservatório: 940,36 m.940,36 m. Calcular o diâmetro da adutora e verificar a velocidade. Calcular o diâmetro da adutora e verificar a velocidade.

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6)

Sendo 0,00435 m/m a perda de carga unitária em uma tubulação que funciona com velocidade média igual a 0,88 m/s, qual o seu diâmetro e qual a vazão disponível supondo que os tubos são de aço soldado.

7)

Determinar a vazão e a velocidade em uma tubulação com 2982 m de comprimento e 600 mm de diâmetro, construída com tubos de fofo pichados, com 10 anos de uso, alimentada por um reservatório cujo nível d’água se situa 13,45 m acima da seção de descarga?

8)

Dois reservatórios com 30,15 m de diferença de níveis são interligados por um conduto medindo 3218 m de comprimento e 300 mm de diâmetro. Os tubos são de fofo pichados, com 30 anos de uso. Qual é a vazão disponível?

9)

A altura da pressão no centro de uma seção em um conduto plástico com 100 mm de diâmetro é de 15,25 mca. No centro de outra seção localizada a jusante, a pressão é de 0,14 kgf/cm2. Se a vazão for de 6 l/s, qual é a distância entre as citadas seções?

10)

A pressão em um ponto do eixo de um conduto distante 1.610 m do reservatório que o alimenta é de 3,5 kgf/cm2. Este ponto situa-se a 42,7 m abaixo do nível d’água do reservatório. Supondo f = 0,025, qual a velocidade da água para D = 300 mm?

11)

O ponto A do eixo de um conduto com D = 300 mm, situa-se 122 m acima do plano de referência. A tubulação termina no fundo de um reservatório cuja cota do NA é de 152,5 m, referida ao mesmo plano. Se a linha de energia (carga) passa a 45,75 m acima de A e o nível d’água estiver 9,15 m acima do fundo do reservatório, qual a vazão que alimentará o reservatório? Considere f = 0,02 e L = 3.593,50 m.

12)

A declividade da linha de energia de certa tubulação é de 0,005 m/m e a vazão é de 900 l/s. Sendo o coeficiente de atrito ( f ) igual a 0,026, calcular o diâmetro do conduto.

13)

Determinar o diâmetro da tubulação de fofo, sem revestimento interno, com 10 anos de uso, 305 m de comprimento, conduzindo 145 l/s de água e descarregando 1,22 m abaixo do reservatório que o alimenta. Qual o diâmetro comercial que deveria ser usado se os tubos tivessem 30 anos de uso? Utilize a fórmula de Hazen-Williams.

14)

Entre duas seções, A e B, de uma tubulação de fofo (C = 100) com 63 mm de diâmetro, foram instalados 9 cotovelos de uma válvula de retenção pesada. De A para B, escoam-se 30,24 m3/h de água. Sendo 5,5 kgf/cm2a pressão em A, qual será a pressão em B, sabendo que as seções A e B estão afastadas de 170,00 m?

15)

Uma tubulação horizontal muda bruscamente de 450 mm de diâmetro para 300 mm. Manômetros instalados antes e depois deste acidente (redução brusca), registram 1,8 kgf/cm2e 1,4 kgf/cm2, respectivamente. Qual é a vazão?

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Q , L , D

₁ ₁ ₁

Q , L , D

₂ ₂ ₂

A

B

17)

No sistema da figura a seguir, as pressões em A e B são 36,3 mca e 22 mca, respectivamente. Qual é a vazão que entra em A, sendo o coeficiente da fórmula de Hazen-Williams C = 100 para todos os tubos?

L = 3360 m;

A

1

B

D = 300 mm

₁

D = 200 mm

L = 1220 m;

₂ ₂

D = 250 mm

L = 2440 m;

₃ ₃

18)

Dois reservatórios estão ligados por um conjunto em série formado por três trechos (L1 = 305 m e D1 = 200 mm; L2 = 366 m e D2 = 300 mm; L3 = 1220 m e D3= 450 mm). Para uma vazão de 84 l/s, determinar a diferença entre os níveis d’água dos reservatórios. Utilize a fórmula de Hazen-Williams com C = 100.

19)

A perda de carga entre os pontos A e F no sistema da figura a seguir é de 61 mca. Adotando-se a fórmula de Hazen-Williams com C = 120 para todos os tubos, pede-se calcular as vazões nos ramais de comprimento L2e L3.

D = 400 mm D = 300 mm A L = 915 m;₃ L = 1525 m;₂ 3 2 D = 600 mm L = 3050 m₁ 1 B E F D = 300 mm₄ 4 L = 2450 m

20)

Em um sifão com 14 m de comprimento, a água escoa com 5,5 m/s de velocidade média. Sendo f = 0,030, calcular a vazão sabendo que à entrada e à saída, as perdas de carga locais valem 0,5v2 2 g e 0,9v2 2 g , respectivamente, e que a perda de carga contínua é de 5,86 mca.

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a

LISTA DE EXERCÍCIOS

1)

Determinar a potência de acionamento de uma bomba que deverá trabalhar em uma instalação com altura estática total de 14 mca. São conhecidos:

a) Perda total de carga na sucção e no recalque: 4,00 m; b) Vazão recalcada: 360 m3/h;

c) Rendimento do conjunto motor-bomba: 0,75.

2)

No problema anterior, quais seriam os diâmetros de sucção e de recalque para K = 0,5 na fórmula de Bresse?

3)

Certa instalação destina-se à captação de água bruta para o abastecimento de uma comunidade de 900 pessoas. Calcular a potência do motor, sabendo-se que o rendimento global do conjunto motor-bomba é de 70%. São conhecidos os seguintes dados:

a) Consumo diário de água: 250 L / hab. dia; b) Tempo de bombeamento: 6 horas;

c) Altura geométrica: 20,00 m;

d) Comprimento de sucção: 10,00 m; e) Comprimento de recalque: 300,00 m; f) Coeficiente da fórmula de Bresse, K = 1,3;

g) Tubos de PVC;

h) Peças na sucção: 1 válvula de pé com crivo; 1 curva de 90o;

i) Peças no recalque: 2 curvas de 90o; 2 curvas de 45o; 1 válvula de retenção do tipo leve; 1 registro de gaveta totalmente aberto.

4)

Certa bomba instalada em Belo Horizonte (altitude = 900 m) eleva água à temperatura de 20oC. A altura estática de sucção (h s) é igual a 2,5 m e as perdas de carga na linha de sucção valem 0,27 m. Determina o NPSH disponível – (NPSH)d .

5)

Certa bomba tem NPSH requerido – (NPSH)r – igual a 13,00 m e bombeará água a 80oC. Se a instalação estiver localizada ao nível do mar e as perdas na sucção (∆h_s_{) for de 0,30} m, em que posição, em relação ao NA do poço de sucção, deverá ser instalada a máquina?

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3

a

LISTA DE EXERCÍCIOS

1)

Um canal de seção retangular com a largura b = 4,00 m, transporta 9,0 m3/s de água. Determinar a profundidade e a velocidade crítica deste canal.

2)

A seção reta de um canal trapezoidal, funcionando em regime uniforme, tem as seguintes características: largura do fundo b = 6,00m; inclinação das paredes 2:1. Sendo a declividade do fundo I = 0,0016 m/m e o coeficiente de rugosidade n de Manning igual a 0,025; calcular a velocidade média de escoamento e a vazão para a profundidade y = 1,60 m. Se quisermos uma vazão Q = 20 m3/s, qual deverá ser a declividade do fundo do canal?

3)

Um canal trapezoidal tem suas paredes laterais inclinadas de 2:1 e transporta 20 m3/s de água. Sendo de 3,00 m a largura do fundo do canal, determinar a profundidade e velocidade críticas.

4)

Traçar a curva da energia específica para um canal de seção trapezoidal, sendo a declividades das paredes de 1,5:1, a largura do fundo do canal b = 2,00 m e a vazão Q = 6,5 m3/s.

5)

Por um canal retangular, a água escoa com energia específica constante de 2,013 N.m/N (regime crítico). Que vazão máxima pode produzir este canal, sabendo-se que ele tem 3,00 m de largura de fundo?