Lista de exercício 5_orifícios e canais

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UNIVERSIDADE DO OESTE DE SANTA CATARINA 
UNOESC – CHAPECÓ 
Lista de exercício 5: Orifícios, bocais, vertedores e canais 
 
- Orifícios, bocais e vertedores 
 
1. Determine o desnível h que existe entre as duas câmaras sucessivas do 
floculador hidráulico mostrado na figura. Considere Cd = 0,61. 
 
 
 
2. Determine o tempo em que o decantador representado na figura levará para ser 
esvaziado. 
 
 
3. Determine o diâmetro de um bueiro, de seção circular, através do qual deverá 
passar a vazão de 10 m3/s. Considere que o bueiro atuará totalmente cheio. 
 
 
 
4. Um reservatório retangular tem um orifício circular de 10 cm de diâmetro na sua 
parede, conforme a figura. O Cd para o orifício foi estimado em 0,65. Na parede 
superior do reservatório existe um vertedor retangular de parede delgada, sem 
contrações, com largura de soleira de 50 cm e Cd = 0,68. Qual a vazão no 
vertedor quando a vazão do orifício for 30,2 L/s? 
 
 
5. Em uma estação de tratamento de água, existem dois decantadores de 5,50 x 
16,50 m e 3,50 m de profundidade. Para limpeza e reparos, qualquer uma dessas 
unidades pode ser esvaziada por meio de uma comporta quadrada de 0,30 m de 
lado, instalada junto ao fundo do decantador. A espessura da parede é de 0,25 m. 
Calcular a vazão inicial na comporta e determinar o tempo necessário para o 
esvaziamento do decantador. 
 
 
 
6. Determine a vazão para um vertedor triângular de parede delgada com ângulo de 90°. 
O vertedor possui carga de 35 cm e sua altura total é 2H. 
 
7. Determine a vazão para um vertedor retangular de parede delgada que possui 3 m de 
soleira e 45 cm de carga. 
 
8. Determine a carga para um vertedor triângular de parede delgada com ângulo de 90°, 
cuja vazão é de 60 L/s. 
 
9. Determine a vazão para um vertedor retangular de parede delgada com duas 
contrações laterais. A carga é de 35 cm e a soleira de 2 m. 
- Canais 
 
10. Calcular a vazão de um canal retangular com as seguintes características: 
- Largura do fundo de 1,5 m; 
- Altura da lâmina normal de 0,80 m; 
- Declividade de 0,3 metros por mil metros; 
- Material = madeira (n=0,014). 
 
 
11. Na parte central de um canal uniforme muito longo, efetuou-se o levantamento 
de uma seção transversal, encontrando-se os elementos da figura abaixo. A 
leitura do nível d’água em duas réguas dispostas ao longo do canal e distantes 
entre si 1 km, indicou cotas de 710,40 m e 710 m. Em uma medição de descarga 
com molinete determinou-se a vazão de 123 m3/s. Determine o coeficiente n da 
fórmula de Manning que corresponde ao pó de revestimento. 
 
 
 
 
12. Calcular a velocidade de escoamento em um canal cuja seção transversal tem a 
forma da figura abaixo, para escoar a vazão de 0,2 m3/s, sabendo-se que a 
declividade é de 0,4 m por mil metros e o coeficiente de rugosidade de Manning 
é de 0,013. Considere a altura d’água de 32 cm. 
 
 
13. Tem-se um canal triangular como indicado na figura, onde escoa uma vazão de 2 
m3/s e cuja declividade é de 0,003 m/m com n=0,012. Determinar a altura 
d’água. 
 
 
 
14. Um bueiro circular de 80 cm de diâmetro conduz água por baixo de uma estrada 
com uma lâmina de 56 cm. Sabendo-se que I=1/1000 m e n=0,015, calcule a 
velocidade e a vazão. 
 
15. Água flui em um canal retangular de concreto (n=0,013) com largura de 5 ft e 
uma mudança de declividade representada na figura. A vazão transportada é de 
16,5 ft3/s. Determine quais são os perfis de linha d’água em cada trecho, fazendo 
um esboço da mesma com os valores calculados. No sistema de unidades 
utilizado, a equação de Manning é escrita como: Q =
1,486
n
A. Rh2/3√I. 
g=32,2 ft/s2. 
 
 
 
 
16. A água está escoando com uma velocidade média de 1 m/s e altura d’água de 1 
m em um canal retangular de 2 m de largura. Classifique o escoamento. 
17. No projeto de um canal trapezoidal em alvenaria de pedra argamassada em 
condições regulares (n= 0,025), fixou-se os seguintes parâmetros: 
a) Velocidade média do escoamento de 0,80 m/s; 
b) Número de Froude do escoamento de 0,35; 
c) Altura d’água: y1 = 0,80 m; 
d) Taludes: 2H:1V; 
e) Declividade de fundo: I1 = 0,001 m/m 
Determine a largura de fundo e a vazão de projeto. 
 
 
18. Determine a perda de carga no ressalto que acontece em um canal retangular de 
3 m de largura de fundo sabendo que as alturas conjugadas são y1= 0,48 m e y2 = 
1,44 m. Calcule a eficiência do fenômeno se a energia na seção antes do salto for 
de 0,64 m. 
 
- Ressalto 
 
19. Um canal retangular de 3 m de largura transporta uma vazão de 14 m3/s com 
uma altura d’água uniforme e igual a 0,60 m. Em uma determinada seção, a 
altura é reduzida para produzir um ressalto hidráulico. Determine o tipo de 
ressalto e a altura conjugada no regime fluvial. 
 
20. Considere o caso em que 9 m3/s de água escoam através do canal de largura de 3 
m. A lâmina d’água em seu pé de 30 cm, sendo formado o ressalto, qual será a 
altura do ressalto e seu comprimento? 
 
 
 
 
 
21. Considerando o problema 11, qual será a dissipação de energia no ressalto? 
 
22. Um ressalto hidráulico ocorre em um canal retangular e horizontal. As alturas de 
água antes e após o ressalto valem, respectivamente, 0,6 m e 1,5 m, determine a 
altura crítica. 
 
 
- Gabarito: 
 
1. 0,021 𝑚 17. 1,6 𝑚 e 2,02 
𝑚3
𝑠
 
2. 4 ℎ𝑜𝑟𝑎𝑠 18. 0,32 𝑚 e 50% 
3. 2,12 m 19. Ressalto oscilante e 2,44 𝑚 
4. 0,113 𝑚3/𝑠 20. 2,028 m e 14 m 
5. 0,452
𝑚3
𝑠
 e 22,5 min 21. 2,99 m 
6. 0,10
𝑚3
𝑠
 22. 0,98 m 
7. 1,66
𝑚3
𝑠
 
8. 28,4 𝑐𝑚 
9. 0,734
𝑚3
𝑠
 
10. 0,79
𝑚3
𝑠
 
11. 0,033 
12. 0,54
𝑚
𝑠
 
13. 0,97 𝑚 
14. 0,30 
𝑚3
𝑠
 e 0,81 m/s 
15. yab = 1,5 ft ybc = 0,384 ft e 𝑦𝑐 = 0,7 ft 
16. Regime Fluvial (subcrítico)