Hidráulica Aplicada: Equações e Substituição de Tubulações

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HIDRÁULICA APLICADA
ATIVIDADE 2
A equação de Hazen-Williams é uma das mais utilizadas na Hidráulica no sentido de dimensionar tubulações. Qual a razão pela qual a equação de Hazen-Williams  se transforma em ?
Porque J = hf / L.
Na prática da Hidráulica, o profissional é levado à necessidade de substituir tubulações, por idade ou problemas nas mesmas. Considere que em uma associação de duas tubulações em paralelo, a perda de carga em cada ramo é 12 m. Essas duas tubulações necessitam ser substituídas devido a problemas de vazamento. Com base nas informações apresentadas, assinale a alternativa que representa a perda de carga, em metros, prevista para a tubulação equivalente que substituirá estas duas:
12 m.
Resposta correta. A perda de carga da tubulação equivalente a uma associação de tubulações em paralelo é igual à perda de carga das individuais. Isso se justifica  uma vez que todas irão partir da mesma cota, assim como chegar a uma nova cota, também igual para as três.
O profissional de Hidráulica, seguidamente, enfrenta a necessidade de substituir tubulações antigas por outras novas, mantendo os mesmos padrões hidráulicos. Considere um sistema de três tubulações em série, cujas perdas são 6, 4 e 12 metros, respectivamente. Qual a perda de carga, em metros, que deverá ter a tubulação que irá substituir esse sistema?
22 m.
 Resposta correta. Sua resposta está correta, pois a perda de carga na tubulação que irá substituir um sistema de tubulações em série deverá ser igual à soma das perdas de cada uma das tubulações a retirar. Portanto, nesse caso, h e =  6 + 4 + 12 = 22 m.
A interligação de reservatórios adquire um grau de complexidade que é tão maior quanto maior for o número de reservatórios interligados. Por exemplo, para três reservatórios interligados, com as cinco variáveis envolvidas (vazão, comprimento, diâmetro, rugosidade e nível de água), temos 60 combinações possíveis. E, no caso de quatro reservatórios interligados, qual seria o número possível de combinações?
80.
Resposta correta. Sua resposta está correta. A complexidade do número de combinações entre os parâmetros a serem obtidos se eleva exponencialmente com o aumento do número de reservatórios interligados. Com quatro reservatórios, as variáveis seriam 4 x 5 = 20. Como temos quatro casos diferentes, teremos 4 x 20 = 80 valores possíveis.
Considerando o sistema de interligação dos dois reservatórios R1 e R2 da figura e assumindo os valores dos elementos hidráulicos e geométricos apresentados na tabela a seguir, calcule o diâmetro necessário para que haja ao longo da tubulação uma vazão de 2,5 m3/s. Considere no ponto de junção J um registro de derivação completamente aberto. Dados: H1 = 126 m,        H2 = 89 m,      L1 = 1642 m, L2 = 965 m,      K’ = 0,0011
500 mm.
Resposta correta. Sua resposta está correta. Como se trata de uma derivação com o registro completamente aberto, a fórmula adequada é: Colocando na mesma os dados conhecidos, temos:
O que dá: D = 500 mm.
Numa distribuição de água numa cidade de médio porte para maior, costuma-se ter dois ou mais reservatórios interligados para o melhor atendimento à população. O conhecimento do fluxo que cada reservatório irá receber ou fornecer é primordial para o cálculo da distribuição geral. Sobre a interligação dos três reservatórios apresentados na figura, escolha a afirmativa correta sobre a maneira como irá ocorrer o sentido de abastecimento entre os três.
R1 e R2 abastecem R3.
Resposta correta. Sua resposta está correta. Num sistema de interligação de reservatórios de distribuição de água para uma cidade, o reservatório mais elevado sempre irá fornecer água, ao passo que o reservatório que se situar em cota menor que todos os outros irá receber.
Na prática da Hidráulica, o calculista muitas vezes se defronta com a necessidade de substituir canalizações. Considere que três tubulações partem de um ponto A e, por caminhos diferentes, chegam a um ponto B. Elas irão ser substituídas por outra tubulação, que também ligará os mesmos pontos. As tubulações que serão substituídas possuem uma vazão de 2 m3/s cada uma. Qual a vazão dessa nova tubulação?
6 m 3 /s.
Resposta correta. Se as três tubulações partem de um mesmo ponto e, por caminhos diferentes, chegam juntas a um outro ponto, trata-se de tubulações em paralelo. Num sistema de tubulações em paralelo, a vazão da tubulação equivalente corresponde à soma das tubulações em paralelo, ou seja, nesse caso, a tubulação equivalente possui vazão 2+2+2 = 6 m 3/s.
Uma tubulação irá substituir uma sequência de tubos. Essa tubulação está ligada sequencialmente, ou seja, é uma associação de tubulações em série. Em cada um dos tubos em série passa uma vazão de 2 m3/s. Surge a necessidade de que esse sistema seja substituído. Qual a vazão, em m3/s, que deverá ter a tubulação equivalente?
2 m 3 /s.
Resposta correta. Sua resposta está correta, pois, numa tubulação em série, a vazão de todas as tubulações que a compõem é a mesma, assim como a tubulação equivalente que irá substituí-las. Portanto, nesse caso, a vazão da tubulação equivalente é 2 m 3/s.
Em associações de tubulações, muitas vezes enfrentamos a necessidade de realizar substituições de antigas tubulações por uma nova. Esse é um fato do dia a dia de quem trabalha nas companhias de abastecimento ou realiza serviços terceirizados.
	Tubulação
	Diâmetro (mm)
	Comprimento (m)
	Coeficiente C
	1
	150
	300
	80
	2
	120
	?
	115
	3
	200
	500
	105
	Equivalente
	220
	500
	140
Fonte: Elaborada pelo autor.
Neste caso, qual o comprimento L2 da associação em paralelo que será substituída pela tubulação equivalente mostrada na tabela apresentada?
680 m.
Resposta correta. Sua resposta está correta. Como a tubulação equivalente irá substituir um sistema de tubulações em paralelo, utiliza-se a equação Substituindo os valores conhecidos, fica: Resolvendo, temos L 2 = 680 m.
Qual a vazão, em m3/s, proporcionada por uma associação de tubulações em série que vai dar lugar a uma equivalente? Uma das tubulações em série possui comprimento de 200 m, diâmetro 150 mm e coeficiente de H-W 120. A outra possui comprimento 300 m, diâmetro 100 mm e coeficiente de H-W 110. A tubulação que vai substituir ambas seguirá o mesmo trajeto. O desnível atingido pelo sistema é de 10 m. Assinale a alternativa correta:
0,011 m 3 /s.
Resposta correta. Sua resposta está correta. Um dos caminhos que podem ser usados para chegar à resposta correta é o seguinte: o valor da vazão pode ser obtido da fórmula de H-W: a qual, com os valores fornecidos, fica: isolando a vazão, que é o que se deseja saber:. Como se pode ver, o único elemento que falta é o produto D 4,87xC 1,85), o qual justamente se encontra na fórmula para cálculo de associações em série: A qual, com os dados fornecidos, fica:. Dessa equação, tiramos que0,125. Substituindo esse valor em H-W: