9_Hidrometria_Condutos_Forçados_Exercícios doc

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<p>Prof. Dr. Eliezer Santurbano Gervásio – Engenharia de Água na Agricultura - UNIVASF 1</p><p>9</p><p>Hidráulica – Hidrometria de Condutos Forçados</p><p>(Exercícios)</p><p>1). (AVA3_2007-2). Um tubo de Pitot acoplado a um manômetro diferencial é instalado num ponto de</p><p>ocorrência de velocidade média da seção de uma canalização através da qual escoa um líquido de peso</p><p>específico relativo igual a 1,6. Calcule a velocidade média de escoamento para uma deflexão de 75 mm na</p><p>coluna de Hg. Descondidere a perda de carga localizada.</p><p>Dados: γágua = 104 N/m3; γHg = 13,6.104 N/m3; g = 10 m/s2.</p><p>R: Vm = 3,35 m/s.</p><p>2). (AVA3_2008.1) Sendo Cv = 0,9 e Cc = 0,6, determinar:</p><p>- a vazão, sabendo que a área do orifício é 50 cm2;</p><p>- a pressão P1, sabendo que o fluido é água e que sobe 3 m no tubo de Pitot.</p><p>d 0Q C A 2gH</p><p>R: Q = 23,01 L/s; P1/ = -12,98 kPa</p><p>3). (AVA3_2008-2). De acordo com o esquema apresentado abaixo, determine a vazão Q e a altura h no tubo</p><p>de Pitot instalado na saída na canalização.</p><p>Dados: água = 104 N m-3; Hg = 13,6.104 N m-3; 1 in = 0,0254 m</p><p>R: Q = 9,08 L/s; h = 20,4 cm.</p><p>2 in.</p><p>3 in.</p><p>Prof. Dr. Eliezer Santurbano Gervásio – Engenharia de Água na Agricultura - UNIVASF 2</p><p>4). (AVA_Final_2007-2) Um manômetro diferencial contendo um líquido de peso específico relativo igual a</p><p>1,25 é adaptado a um tubo de Pitot. Qual será a deflexão do líquido indicador quando esse medidor for</p><p>instalado num ponto de uma canalização onde escoa água a uma velocidade de 1,42 m/s? Despreze as</p><p>perdas localizadas.</p><p>Dados: γágua = 104 N/m3; g = 9,81 m/s2.</p><p>R: a). h = 0,41 m.</p><p>5). (AVA_Final_2008-1) Um manômetro diferencial contendo líquido indicador de densidade igual a 1,25 está</p><p>acoplado a um venturímetro de diâmetros D1 = 300 mm e D2 = 150 mm. Sabendo-se que para uma deflexão</p><p>de 110 cm do líquido indicador corresponde uma vazão de 40 L/s de água, determine o coeficiente de</p><p>descarga (Cd) desse medidor.</p><p>R: C = 0,944.</p><p>6). (AVA3_2009-2). Objetivando-se calibrar um diafragma de 30 mm de diâmetro instalado numa tubulação</p><p>de 50 mm de diâmetro, colocou-se um tanque volumétrico de 1,5 m de diâmetro no final da tubulação para</p><p>avaliação da vazão. Sabendo-se que quando o manômetro diferencial acusava uma diferença de 15 cm da</p><p>coluna de mercúrio, havia variação do nível d´água no tanque de 47,02 cm em 5 minutos. Estime o</p><p>coeficiente de descarga do diafragma. Dados: γH20 = 104 N/m3; γHg = 13,6.104 N/m3;</p><p>Equação do diafragma</p><p>1 2</p><p>2</p><p>4</p><p>2</p><p>1</p><p>P P</p><p>Cd A 2g</p><p>Q</p><p>D</p><p>1</p><p>D</p><p>γ</p><p> </p><p> </p><p> </p><p></p><p> </p><p>  </p><p> </p><p>Q = vazão, m3/s;</p><p>Cd = coeficiente de descarga;</p><p>A2 = área do diafragma, m2;</p><p>D2 = diâmetro do diafragma, m;</p><p>D1 = diâmetro da tubulação, m</p><p>R: Cd = 0,60</p><p>7). (AVA3_2011.1). A placa de orifício, mostrada na figura a seguir, é um instrumento utilizado para medir</p><p>vazão em condutos forçados, pela medida da diferença de pressão entre uma seção de montante e jusante</p><p>da placa. Determinar a equação que permite estimar a vazão Q num conduto vertical em função dos</p><p>diâmetros D e d mostrados na figura, da altura h medida no manômetro e dos pesos específicos da água γ e</p><p>do líquido manométrico γm, assumindo as perdas de carga entre as seções 1 (tubulação) e 2 (orifício) nulas.</p><p>z</p><p>h</p><p>D</p><p>d</p><p>y</p><p>x</p><p>γ</p><p>m</p><p>2</p><p>1</p><p>R:</p><p>m</p><p>4 4</p><p>2gh 1</p><p>Q</p><p>4 1 1</p><p>d D</p><p> </p><p> </p><p>  </p><p></p><p> </p><p> </p><p> </p><p>Prof. Dr. Eliezer Santurbano Gervásio – Engenharia de Água na Agricultura - UNIVASF 3</p><p>8). (AVA3-2012-2-SUST). Na figura, o tubo de Pitot faz a tomada da pressão dinâmica de um jato de água</p><p>lançado por um orifício instalado no fundo do tanque. Se o manômetro do Pitot indica 112 kPa, determinar o</p><p>coeficiente de redução de velocidade do orifício. Dados: γágua = 104 N/m3; g = 9,81 m/s2.</p><p>jato</p><p>Pitot</p><p>30 m</p><p>24 m</p><p>18 m</p><p>R: CV = 0,966</p><p>9). (AVA3-2013-2). Um tubo de acrílico (piezômetro) está montado na tubulação mostrada na Figura. Outro</p><p>tubo de acrílico com um cotovelo de 90º (tubo de Pitot) é inserido no centro do tubo e direcionado rumo à</p><p>corrente. Para uma determinada descarga, o piezômetro registra altura de água de 320 cm, e o tubo de Pitot</p><p>registra altura de 330 cm. Determine a pressão de água (kPa) e a velocidade do fluxo (m/s) na tubulação.</p><p>R: P = 32 kPa; v = 1,4 m/s</p><p>10). (AVA3_2014-1). Determinar a vazão num conduto de 15 cm de diâmetro que contém um bocal</p><p>convergente de diâmetro mínimo de 10 cm. Sabe-se que o manômetro diferencial instalado indica um</p><p>desnível de 25 cm e que o fluido que escoa é água. Dados: γH2O = 104 N/m3; γHg = 13,6.104 N/m3. Despreze a</p><p>perda de carga.</p><p>R: Q = 68,9 l/s</p><p>Prof. Dr. Eliezer Santurbano Gervásio – Engenharia de Água na Agricultura - UNIVASF 4</p><p>11). (AVA3_2015-1). De acordo com o sistema apresentado abaixo, calcule a pressão no manômetro em</p><p>kPa. Outros dados: D = 100 mm; d = 50 mm; X = 1,5 m; Y = 1,55 m; Hf12 = 0,55 m; γ = 104 N/m3</p><p>D d</p><p>1</p><p>2</p><p>X</p><p>Y</p><p>Z</p><p>kPa</p><p>Q</p><p>R: P2 = 2,01 kPa</p>