Teste Pós-Aula 2a_ Revisão da tentativa

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Painel / Meus cursos / Hidraulica_2021.2 / MÓDULO 2 - Perda de carga distribuída / Teste Pós-Aula 2a
Iniciado em Friday, 29 Oct 2021, 12:36
Estado Finalizada
Concluída em Friday, 29 Oct 2021, 13:36
Tempo
empregado
59 minutos 59 segundos
Avaliar 0,70 de um máximo de 1,50(47%)
Questão 1
Correto
Atingiu 0,05 de 0,05
Questão 2
Correto
Atingiu 0,05 de 0,05
A aplicação simultânea de teoria e experimentação é tão necessária na hidráulica que, até mesmo simulações em CFD (computational fluid
dynamics) demandam parâmetros empíricos.
Escolha uma opção:
Verdadeiro 
Falso
A afirmação é verdadeira.
Em simulações CFD-1D (i.e. simulação de escoamento em tubulações ou canais), por exemplo, apesar do recurso computacional disponível,
alguns aspectos do fenômeno ainda são considerados com base em conhecimento empírico, como quando a perda de carga é calculada pela
equação de Hazen-Williams (escoamento em tubulações) ou quando o coeficiente de atrito é obtido pela equação de Chezý (escoamento em
canais).
A resposta correta é 'Verdadeiro'.
Na equação da energia
,  (alfa) é um fator de correção da energia cinética, que leva em conta o fato da velocidade não ser uniforme ao longo da seção da
tubulação.
Escolha uma opção:
Verdadeiro 
Falso
+ + = + + + − +
p1
γ
α1
V 21
2g
z1
p2
γ
α2
V 22
2g
z2 hT hB hp
α
A afirmação é verdadeira, conforme citado em aula e referenciado na bibliografia indicada.
A resposta correta é 'Verdadeiro'.
http://177.153.50.3/moodle/my/
http://177.153.50.3/moodle/course/view.php?id=20
http://177.153.50.3/moodle/course/view.php?id=20&section=5
http://177.153.50.3/moodle/mod/quiz/view.php?id=1320
Questão 3
Correto
Atingiu 0,05 de 0,05
A equação de Darcy-Weisbach descrita por
pode ser obtida através da análise dimensional das grandezas envolvidas no fenômeno da perda de carga. O ponto crítico de sua aplicação
se resumo na determinação do fator de atrito f, que pode ser função da rugosidade relativa e do número de Reynolds. 
 
 
 
Escolha uma opção:
Verdadeiro 
Falso
J = =
hP
L
f
D
V 2
2g
A afirmação é verdadeira, conforme descrito na aula sobre perda de carga distribuída em tubulações.
A resposta correta é 'Verdadeiro'.
Questão 4
Correto
Atingiu 0,10 de 0,10
A equação
é aplicada para que regime de escoamento? 
Obs.: Escolha a resposta mais abrangente possível.
Escolha uma opção:
a. Turbulento completo (totalmente rugoso)
b. Laminar
c. Todos
d. Turbulento com pequenos diâmetros
e. Turbulento de rugosidade transicional
f. Turbulento com grandes diâmetros
g. Turbulento liso 
= 2, 0log(Re ) − 0, 8
1
f
−−√
f
−−√
Sua resposta está correta.
A equação mencionada foi deduzida por Prandtl a partir da Lei logarítmica da camada intermediária (proposta por Millikan em 1937), que
representa a distribuição de velocidades na camada limite intermediária em escoamento turbulento por
Essa equação é válida apenas para paredes lisas. 
Portanto, a equação obtida por Prandtl é válida para escoamento turbulento liso.
A resposta correta é: Turbulento liso
= ln( ) + B
u
u∗
1
κ
yu∗
ν
Questão 5
Incorreto
Atingiu 0,00 de 0,15
Classifique o escoamento no interior de uma tubulação com Re = 6x10 e ε/D = 0,007.
a. Turbulento de rugosidade transitória 
b. Turbulento totalmente rugoso
c. Turbulento hidraulicamente liso
d. Laminar, com f=64/Re
3
Sua resposta está incorreta.
A classificação pode ser feita pela localização no diagrama de Moody ou pelo parâmetro utilizado para classificação dos escoamentos
turbulentos, que é o adimensional
Para 
ε  < 5: hidraulicamente liso
5 ≤ ε  ≤ 70: rugosidade transicional
ε  > 70: totalmente rugoso (ou turbulência completa)
 
 
ε é a rugosidade absoluta, ν é a viscosidade cinemática e u* é a velocidade de atrito, calculada por 
, que, substituindo na expressão anterior, resultará em:
.
Como
. Então, o adimensional ε poderá ser calculado por:
.
 
O fator de atrito pode ser calculado, aproximadamente, pela equação de Swamme-Jain:
 = 0,044160659681107
 
Então, ε+ = 3,1204848116413
 
  
A resposta correta é: Turbulento hidraulicamente liso
=ε+
εu∗
ν
+
+
+
= = Vu∗
τp
ρ
−−−
√
f
8
−−
√
= V = εε+
ε
ν
f
8
−−
√ V
ν
f
8
−−
√
Re = → =
V D
ν
V
ν
6
D
+
= ( )Reε+
ε
D
f
8
−−
√
f =
0, 25
[log( + )]ε/D
3,71
5,74
Re0,9
2
Questão 6
Correto
Atingiu 0,15 de 0,15
Questão 7
Correto
Atingiu 0,15 de 0,15
Numa tubulação de 300 mm de diâmetro, água escoa em uma extensão de 300 m, ligando um ponto A, na cota topográfica de 96,0 m, no
qual a pressão interna é de 296 kPa, a um ponto B, na cota topográfica 74,0 m, no qual a pressão interna é de 321 kPa.
Determine o sentido do escoamento.
Dados: Peso específico da água = 10 kN/m .
a. Não há escoamento. 0
b. De A para B 
c. De B para A
3
Sua resposta está correta.
Quando não há bombas, o escoamento se dá no sentido do ponto de maior energia para o de menor energia.
A energia hidráulica em um determinado ponto i é calculada por
O diâmetro em A é igual ao diâmetro em B, então V  = V  = V.
 
No ponto A, a energia é H  = 296x10 /10x10  + V /2g + 96 = 125,6 + V /2g
No ponto B, a energia é H  = 321x10 /10x10  + V /2g + 74 = 106,1 + V /2g
 
Como H  > H , o escoamento ocorre de A para B.
A resposta correta é: De A para B
= + +Hi
pi
γ
V 2i
2g
zi
A B
A
3 3 2 2
B
3 3 2 2
A B
para a questão anterior, calcule a perda de carga entre A e B, em metros.
Resposta: 19,5 
A perda de energia entre num trecho entre os pontos A e B será
, onde h  é a perda de carga por atrido (distribuída e localizada), h é a energia perdida para turbinas e h é a energia fornecida por
bombas.
Como não há turbinas nem bombas, a perda de carga será
h = H - H =  125,6 + V /2g - (106,1 + V /2g) = 19,5 m
 
 
A resposta correta é: 19,5
Δ = − = + −HAB HA HB hp hT hB
p T B
f A B
2 2
Questão 8
Incorreto
Atingiu 0,00 de 0,15
Se a vazão for igual a 0,18 m /s, calcule o fator de atrito da tubulação.
Resposta: 0,04 
3
A equação de Darcy-Weisbach relaciona a perda de carga distribuída h com a velocidade V (ou vazão Q) por
, onde L é o comprimento da tubulação e f é o fator de atrito.
Neste problema, Q, h e D são conhecidos, então o fator de atrito correspondente deve ser
= 19,5x(0,3) / (0,0826x300x(0,18) ) = 0,059019370460048 
 
A resposta correta é: 0,059
at
= L = 0, 0826 Lhp
f
D
V 2
2g
fQ2
D5
at
f = =
hpD
5
0, 0826 LQ2
5 2
Questão 9
Correto
Atingiu 0,15 de 0,15
Para essa mesma vazão, calcule a velocidade de atrito em m/s.
Resposta: 0,2208 
A velocidade de atrito é calculada por
onde τ é a tensão cisalhante na parede, ρ é a massa específica, f é o fator de atrito e V a velocidade média de escoamento.
 
Neste problema, a perda de carga já é conhecida, então o fator de atrito correspondente pode ser calculado pela equação de Darcy-
Weisbach:
  
Então,
=  √(9,8 * 0,3 * 19,5 / (4 * 300)) = 0,2186 m/s
 
 
 
A resposta correta é: 0,219
= = Vu∗
τp
ρ
−−−
√
f
8
−−
√
p
= L → f =hp
f
D
V 2
2g
2gDhp
LV 2
= =u∗
1
2
gDhp
L
− −−−−
√
Questão 10
Incorreto
Atingiu 0,00 de 0,50
Numa tubulação de 3" de diâmetro e material com rugosidade 0,18 mm, passa uma vazão de 7 L/s de água. Dois pontos A e B desta
tubulação, distantes 439 m um do outro, são tais que a cota piezométrica em B é igual à cota geométrica em A. Determine a carga de
pressão disponível no ponto A, em m.c.a. O sentido do escoamento é de A para B.
Obs.:
cota piezométrica corresponde à soma da carga de pressão com a cota geométrica (topográfica)
viscosidade cinemática da água = 10  m /s
Resposta: 24,33 
Pie = +zi
pi
γ
zi
-6 2
Se a cota piezométrica em B é igual à cota geométrica em A, então:
Aplicando a equação da energia entre A e B: 
Como o diâmetro é constante, VA = VB. Considerando-se ainda a equação (i), tem-se: 
A perda de energia entre A e B, ΔH , pode ser composta por perda por atrito, para turbinas e energia recebida de bombas, ou
seja: ΔH =h  + h  - h . Como não há bomba nem turbina, ΔH =h .  
O resultadosolicitado pelo enunciado é a carga de pressão, que corresponde ao lado esquerdo da equação (ii). Conforme essa mesma
equação, a carga de pressão será igual a perda de carga por atrito, que pode ser calculada pela equação de Darcy-Weisbach:
O fator de atrito f, pode ser calculado, aproximadamente, pela equação de Swamme-Jain: 
A rugosidade relativa será ε/D = 0,18x10  / (3x0,0254) = 0,00236 
 
A velocidade será  = = 1,53 m/s
 
O número de Reynolds é
 =  
=116586
 
Aplicando-se os valores de rugosidade relativa e Reynolds na equação de Swamme-Jain, obtém-se f = 0,026
 
Finalmente, de volta a equação de Darcy-Weisbach, a perda de carga será
h  = 18,01 m
+ =   (i)
pB
γ
zB zA
+ + = + + + Δ
pA
γ
V 2
A
2g
zA
pB
γ
V 2
B
2g
zB HAB
= Δ   (ii)
pA
γ
HAB
AB
AB f T B AB f
= Lhp
f
3
V 2
2g
f =
0, 25
[log( + )]ε/D
3,71
5,74
Re0,9
2
-3
V = = =
Q
A
Q
π /4D2
4Q
πD2
4⋅(7⋅ )10−3
π(3⋅0,0254)2
Re = =
ρVD
μ
VD
ν
=
1,53⋅(3⋅0,0254)
10−6
VD
ν
f
que, conforme visto, anteriormente, equivale à carga de pressão em A.
A resposta correta é: 18,01
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