Lista de Exercícios - Orifícios (1)

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UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA - UDESC 
CENTRO DE CIÊNCIAS AGROVETERINÁRIAS – CAV DEPARTAMENTO DE AGRONOMIA HIDRÁULICA AGRÍCOLA 
Prof. Olívio José Soccol – E-mail: olivio.soccol@udesc.br 
 
5a LISTA DE EXERCÍCIOS 
 
1o) calcule a vazão de um vertedor retangular de parede fina, com contrações laterais, com 2,5 
metros de soleira, localizado no centro de um canal de irrigação com 5m de largura e 1,15m de 
profundidade. A altura da crista deverá ficar a 0,90 m do fundo do canal. Use a equação de Francis. 
R: Q = 0,563 m3/s 
 
2o) um vertedor de uma barragem de gravidade tem 0,8m de espessura na soleira e 4 m de 
comprimento. A carga H máxima na época de estiagem chegou a 0,25m. Determine a vazão crítica. 
R: Q= 0,775m3/s 
 
3o) Calcule o ângulo , em graus de um vertedor triangular cuja carga hidráulica máxima é de 30 cm 
e opera com uma vazão de 100000L/h, instalado no arroio de uma microbacia hidrográfica, com 13 
ha. R: Ө= 43o 35´ 
 
4o) determine a largura da soleira de um vertedor retangular de espessa, com contrações laterais, 
carga hidráulica H 60 cm, para dar controle da vazão na seção de saída de uma BH com área 80 ha. 
O coeficiente de escoamento superficial c= 60%, a altura máxima da chuva para um tempo de 
retorno de 10 anos é 40 mm e o tempo de concentração igual a 75 min. Use a equação de Lesbros. 
R: Q= 
 
 
 
Orifícios 
 
1) Determine a vazão (m3/s; m3/h; L/s; L/h) orifício padrão instalado na parede de um reservatório, 
cujo diâmetro é de 40mm e o coeficiente de descarga é 0,61. A carga hidráulica sobre o centro do 
orifício é 48 cm. R: 3,84 L/s 
 
2) Determine o coeficiente de descarga de um orifício com diâmetro igual a 40mm, o diâmetro da 
veia líquida é igual d=32mm. Utilize a metodologia das coordenadas do jato, sabendo que a carga 
hidráulica h=53,9 cm, a coordenada x=79cm e a coordenada y=29 cm. R: 64% 
 
3)Calcule a vazão (m3/h; L/s) dada por um orifício de 20cm de diâmetro em parede delgada, sendo 
1,5 m a carga hidráulica no centro do orifício. O coeficiente de descarga é igual a Cd= 0,608. 
R:103,62 L/s 
 
4)Qual o diâmetro de um orifício em parede de com 15 cm de espessura capaz de dar uma vazão 
Q=800L/s, sob carga hidráulica de 2m sobre o centro do orifício. Faça o esquema indicando as 
medidas. R: 0,514m 
 
5) Determine a vazão (m3/s; L/s) de um orifício retangular, tendo 2m de largura e 10 cm de altura e 
sendo a carga de 100cm sobre a parte superior do orifício. A espessura da parede é de 13cm. 
Verifique a natureza da parede e Cd em tabela. R: Parede fina; Cd=0,615; Q=555,8L/s 
 
 
 
 
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6) Qual a vazão (m3/s; L/s) que o orifício da questão 5 daria se o mesmo estivesse junto ao fundo 
do reservatório e seus lados coincidissem com as paredes laterais do reservatório. Considerar a 
mesma carga de água e a vazão é livre. Verifique o Cd em tabela e faça o esquema da instalação. 
R: 628,08 L/s 
 
7) Calcular a vazão (L/s) de um orifício padrão instalado num canal de irrigação, diâmetro igual a 
0,10 me carga hidráulica a montante e jusante de h1=1,5 m e h2=0,4m, respectivamente. O 
coeficiente de descarga para orifício afogado (tabela) é Cd=61,5%. Faça o esquema da instalação 
com as grandezas. R:22,44 L/s 
 
8) Determine a dimensão lateral de um orifício quadrado (L= m) instalado na parede de um 
reservatório, na qual deve passar uma vazão de 40L/s e sobre a qual atua uma carga hidráulica de 
2m. O coeficiente de descarga é igual a 60%. 
 
9) Qual deverá ser a pressão necessária (valor que o manômetro deverá acusar em Kgf/cm2) na 
base de um aspersor de irrigação com bocal cônico com diâmetro de 18mm, para vazão desejada 
de 24m3/h. O coeficiente de descarga do aspersor é 74%. 
 
10) Calcule a vazão deu um orifício grande 
instalado num reservatório (tomada de água) 
de um canal de irrigação, com contrações 
completas. As alturas h1 e h2 são 1,0m e 1,5m 
respectivamente. O coeficiente de descarga é 
igual a Cd=0,604. A dimensão do orifício é 
0,50x0,8m de largura. R: Q=1194 L/s 
 
11) Na parede lateral (vertical) de um reservatório (A), existe um orifício Afogado (1)que deságua 
em outro reservatório (B). Este, por sua vez, possui também um orifício que deságua livremente 
(2). Supondo que o regime é permanente e, sabendo que a altura h vale 5m determine: 
a)as alturas h1 e h2; b) a vazão que escoa pelos orifícios; 
Dados: 
Cc1=Cc2=0,61 
Cv1=Cv2=0,98 
A1=2cm2 
A2=4cm2 
R:h1=4m;h2=1m;Q=1,06L/s 
 
12) Num bocal cilíndrico externo com seção de 2,55cm2 e coeficiente de vazão de 0,85. Verificou-
se que o jato sai com uma velocidade de 3,2m/s. Determine a carga sobre o centro do bocal (cm) e 
a vazão do mesmo (L/s e m3/h). 
 
13) Em uma sede agrícola encontra-se instalado em um sistema de distribuição de água, composta 
por dois reservatórios com comunicação por meio de um orifício circular de diâmetro (D). 
Determine o valor do diâmetro (D), para que não haja transbordamento no segundo tanque, dotado 
de um orifício quadrado (contração incompleta em uma face). Cd dos dois orifícios igual a 61%. 
 
 
 
 
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14) Um modelo de aspersor pode operar com bocal cônico e com anel ( orifício). Os coeficientes 
de descarga do anel e bocal são iguais a 74% e 95%, respectivamente. Considerando que o 
diâmetro do anel e bocal é igual a 18 mm e para uma pressão de operação de 4Kgf/cm2, determine: 
a) a vazão do aspersor (m3/h) quando dotado de orifício; 
b) a vazão do aspersor (m3/h) quando dotado com o bocal cônico convergente; 
c) a diferença de vazão absoluta (m3/h) entre duas condições (orifício e bocal); 
d) a diferença relativa (aumento)da vazão ΔQ (%); 
e) discuta a diferença com embasamento técnico. 
 
15) Determine a vazão de um bocal cilíndrico com diâmetro interno D= 52,42mm, comprimento 
L=18,50cm, cujo coeficiente de descarga é igual a 0,82 e carga hidráulica igual a 30cm. 
 
16) Qual deve ser o diâmetro (mm) de um bocal padrão (Cd=82%), que deve dar escoamento a 
uma vazão de 4,44L/s quando submetido a uma carga hidráulica de 91,7 cm. 
 
17) Determine a perda de carga de um bocal com diâmetro interno de 52,42mm submetido a uma 
carga hidráulica de h=89,4cm. A vazão que passa pelo bocal é igual a Q= 7,332L/s. R: 
hp=0,3057m 
 
18) Determine a perda de carga de um bocal com diâmetro interno de 36,5mm submetido a uma 
carga hidráulica h=69cm e vazão Q=3,271L/s. 
 
19) Com relação as questões 17 e 18, qual é o valor (%) da perda de carga em relação a carga 
hidráulica, para o bocal com diâmetro de 52,42mm e 36,50mm, respectivamente? 
 
20) Determine a pressão (m.c.a) no interior dos bocais das questões 17 e 18. 
 
21) Um reservatório sem contribuição apresenta uma seção de S=0,272220m2. Determine o tempo 
de esvaziamento do mesmo considerando entre a carga hidráulica h1=70cm e h2= 20 cm. A vazão 
escoa por: 
a) um orifício com diâmetro D=40mm e Cd=60,33%. R: 63,14s 
b) um orifício com diâmetro D= 60mm, Cd=61,20% e h1=60cm e h2=10cm. R:32,56s 
c) um bocal com diâmetro D=36,50mm, Cd=82,68% e h170cm e h2=20cm. R: 55,33s 
 
22) Calcule o lado de uma comporta de seção transversal quadrada que deverá ser instalada num 
canal de irrigação. A comporta deverá operar com uma carga hidráulica de 80cm sobre seu centro e 
atender a vazão de 100L/s. O coeficiente de descarga é igual a 0,70. R:19cm