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HIDRÁULICA GERAL 1ª LISTA DE EXERCÍCIOS 1. Um bocal convergente de 100 mm x 50 mm é colocado num sistema para assegurar uma velocidade de 5,0 m/s na extremidade menor do bocal. Calcular a velocidade a montante do bocal e a vazão escoada. Utilizar a Equação da Continuidade ou Princípio da Conservação da Massa. Resposta: U1 = 1,25 m/s; Q = 9,81 l/s. 2. Uma tubulação de 400 mm de diâmetro e 2.000 m de comprimento parte de um reservatório de água cujo N.A. está na cota 90 m. A velocidade média no tubo é de 1,0m/s; a carga de pressão e a cota no final da tubulação são 30m e 50 m, respectivamente. Calcular a perda de carga provocada pelo escoamento nesta tubulação, utilizando a Equação de Bernoulli entre os pontos 1 e 2. Dado g = 9,81 m/s2. Resposta: hf1-2 = 9,95 m. 3. Uma tubulação de PVC, de 1.100 m de comprimento e 100 mm de diâmetro interliga os reservatórios R1 e R2. Os níveis de água dos reservatórios R1 e R2 estão nas cotas 620,0 m e 600,0 m, respectivamente. Considerando desprezíveis as perdas de carga localizadas e o nº de Reynolds igual a 1,32 x 105. Calcular a perda de carga contínua para transportar uma vazão de 10 l/s. Obs.: Resolver o problema através da Fórmula Universal para Perda de Carga e da Fórmula de Hazen-Willians. Resposta: hfcont = 18,26 m (Fórmula Universal) hfcont = 18,54 m (Hazen-Willians) 4. A tubulação esquematizada abaixo é composta de 200 m de tubo de PVC com diâmetro de 100 mm e 50 m de tubo de PVC com diâmetro 75 mm e transporta uma vazão de 10 l/s. No conduto há algumas conexões e aparelhos. Pede-se calcular: a) A perda de carga contínua (Fórmula de Hazen-Willians). b) A soma das perdas de carga locais por meio da Expressão Geral das Perdas de Carga Localizadas e do Método dos Comprimentos Virtuais. c) A perda de carga total do sistema. Resposta: a) hfcont = 6,79 m b) hfloc = 1,05 m (Expressão Geral) hfloc = 1,07 m (Método dos Comprimentos Virtuais) c) hftotal = 7,84 m 5. Na instalação de recalque abaixo, admitindo que sejam bombeados 15 l/s de água, qual será a perda de carga devido às singularidades (peças) instaladas na linha de recalque. Calcule a perda de carga localizada pela Expressão Geral das Perdas de Carga e pelo Método dos Comprimentos Virtuais. Dados: Material: aço galvanizado, para ambos os diâmetros. Resposta: hfloc = 1,033 m (Expressão Geral) hfloc = 0,708 m (Método dos Comprimentos Virtuais) 6. Determine o diâmetro que a adutora representada abaixo deverá ter para transportar a vazão de 25 l/s de um reservatório para o outro, sabendo-se que ela será construída de PVC (plástico). Despreze as perdas de cargas localizadas. A tubulação tem comprimento de 1.000 m. Resposta: D = 150 mm. 7. Determine a velocidade de escoamento da água e o diâmetro de uma adutora, por gravidade, de 500 m de comprimento, que liga dois reservatórios mantidos em níveis constantes, com diferença de contas de 25 m, para transportar uma vazão de 30 l/s. Material da tubulação: PVC. Resolver pela Equação de Hazen-Willians e verificar o dimensionamento para os seguintes diâmetros comerciais: 100 mm; 150 mm e 200 mm. Resposta: D = 150 mm. 8. Determinar a perda de carga que ocorrerá em 1 km de canalização construída de Ferro Fundido (FeFo) revestido internamente com argamassa de cimento e areia, com diâmetro de 200 mm, na qual escoam 50 l/s da água, em regime turbulento: . Calcule pela Fórmula Universal. Resposta: hfcont = 15,49 m. 9. Dada a linha de recalque abaixo, com as condições seguintes, calcular a perda de carga contínua pela Fórmula de Hazen-Willians, a perda de carga localizada pela Expressão Geral e a perda de carga total do sistema. Dados: · Vazão = 10 l/s; · Material: Ferro Fundido Novo. · Diâmetro de Recalque: 100 mm; · Diâmetro de Sucção: 150 mm; · Comprimento da tubulação de sucção = 10,0 m; · Comprimento da tubulação de recalque = 80,0 m. · Resposta: hfcont = 1,57 m, hfloc = 0,98 m e hftotal = 2,55 m. 10. Os condutos mostrados na figura abaixo são destinados a conduzir água do reservatório R1 para o reservatório R2 que tem seus níveis de água mantidos constantes nas cotas 82,0 m e 70,0 m, respectivamente. Desprezando as perdas de carga localizadas, pede-se calcular a vazão em cada conduto. Trecho L(m) D (mm) f AC 1.500 200 0,016 BC 1.000 100 0,022 CD 900 300 0,20 Fórmulas: - Equação da Continuidade ou Princípio da Conservação da Massa: - Equação de Bernoulli: - Área da Circunferência: - Fórmula Universal das Perdas de Carga: , onde: - Fórmula de Hazen-Willians: , onde - Expressão Geral das Perdas de Cargas Localizadas: - Método dos Comprimentos Virtuais: - Aceleração da gravidade: 3 image2.jpeg image1.jpeg