Fundamentos de Hidráulica

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CURSO: ENGENHARIA CIVIL
FASE: 4
DISCIPLINA: FUNDAMENTOS DE HIDRÁULICA
DOCENTE: FABIANO GARCIA OLIVEIRA
LISTA A2 – PARTE 1
QUESTÕES TEÓRICAS – VAZÃO EM MARCHA E RESERVATÓRIOS MÚLTIPLOS
1) De forma breve, o que significa a vazão em marcha? Qual a vantagem na
representação desta forma?
2) Supondo um sistema de abastecimento de água a vazão em marcha insere vazão
no sistema ou retira vazão? E em sistemas de esgotamento sanitário?
3) Em termos de cota piezométrica, quando um reservatório inferior será abastecedor
em relação a um ponto no sistema? Quando a vazão entre este ponto e o reservatório
inferior será nula?
4) Qual a função de reservatórios inferiores?
QUESTÕES TEÓRICAS – CONDUTOS LIVRES
5) A respeito do cálculo da vazão pela equação de Manning, classifique as afirmações
a seguir como verdadeiras (V) ou falsas (F):
( ) A vazão do sistema é inversamente proprocional a rugosidade do material.
( ) Quanto maior a declividade do fundo, maior a vazão transportada.
( ) A área utilizada na equação, independe da altura de lâmina de água (y), sendo a
área da seção transversal.
( ) O raio hidráulico (Rh) relaciona a área molhada (A) e o perímetro molhado (P) de
forma que: Rh = P/A.
6) Qual problema pode ocorrer em canais que transportem uma vazão baixa, de forma
que a lâmina de água é muito baixa?
7) Qual o objetivo no uso de seções compostas?
QUESTÕES TEÓRICAS – ORIFÍCIOS, VERTEDOUROS E COMPORTAS
8) Quando um orifício tem seu dimensionamento realizado como um bocal?
9) A boca de lobo de um sistema de drenagem é um exemplo prático da aplicação de
vertedouros na engenharia civil. Quando este sistema funciona como um orifício?
10) Quando a comporta tem comportamento afogado e quando tem comportamento
não afogado?
QUESTÕES PRÁTICAS – VAZÃO EM MARCHA E RESERVATÓRIOS MÚLTIPLOS
11) No sistema hidráulico mostrado na figura abaixo, a partir do ponto B existe uma
distribuição em marcha de vazão constante e igual a q = 0,01 L/s.m. As tubulações
possuem 200mm de diâmetro e fator de atrito f= 0,020. Determine: (a) a carga de
pressão disponível no ponto B, (b) a vazão que chega ao reservatório (2). Despreze
perdas de cargas localizadas e cargas de energia cinética. Utilizar a equação universal
de perda de carta distribuida.
R.: a) aproximadamente 12,21 m. b) aproximadamente 0,024 m³/s.
12) Considere as tubulações abaixo, com 150 mm de diâmetro e fator de atrito
f=0,022. A pressão em A é 17 mca e em D é 14 mca. Determine a vazão unitária de
distribuição em marcha, sabendo que a vazão no trecho AB é constante de 20 l/s.
Despreze perdas localizadas.
QUESTÕES PRÁTICAS – CONDUTOS LIVRES
13) Deseja-se construir um canal de modo a atender uma vazão de 1m³/s, destinada a
um sistema de controle de cheias. Sabendo que o canal será feito de concreto (n =
0,014) e que a declividade do fundo (Io) será de 0,5%, determine:
A) Qual deve ser a altura do canal, supondo um canal retangular com 4 metros de
largura.
B) As dimensões de um canal retangular que atendam as condições de perímetro
molhado mínimo.
C) As dimensões de um canal trapezoidal que atendam as condições de perímetro
molhado mínimo, supondo inclinação do talude de 1:1 (H:V).
14) Durante a execução de um canal para fins de irrigação, foi verificada a limitação de
escavação de uma altura de 80 cm em determinado trecho do mesmo. Desta forma,
supondo que o canal tenha parede de espessura de 10 cm, a máxima dimensão (em
altura) do canal, será de 70 cm (ou 0,70 m). Sabendo que o canal será em concreto
(n=0,014) e a declividade do fundo (Io) será de 0,004 m/m, determinar qual deverá ser
a largura de fundo (b) necessária para transportar uma vazão de 1 m³/s, supondo:
a) Um canal retangular;
b) Um canal trapezoidal com inclinação de talude 1:1;
c) Compare os valores de perímetro molhado encontrados em A e B.
15) Em uma região com chuvas distribuídas de forma bastante variável, está sendo
previsto um canal para destinação de parte da água da chuva. Sabendo da grande
variabilidade de vazões previstas no ano, a solução proposta será de um canal
retangular de seção composta, conforme ilustração a seguir. Sabendo que:
- A altura de lâmina de água mínima (y) a ser transportada é de 0,20 m (em ambas as
situações)
- A profundidade da seção 1 tem que ser, pelo menos, 2 vezes a profundidade da
seção 2
- A “folga” (altura acima da lâmina de água) em cada um dos lados deve ser de, pelo
menos, 0,10 m.
Determine as dimensões que o canal de seção composta deve ter para transportar as
seguintes vazões:
Vazão máxima = 1,20 m³/s
Vazão mínima = 0,15 m³/s
Dados:
n = 0,014.
Io = 0,005 m/m.
Dica: supor que o canal “1” transportará a vazão mínima apenas, e a composição dos
dois canais transportará a vazão total.
Dica 2: dimensionar inicialmente com perímetro e área molhada, depois acrescentar a
folga.