Princípios e Aplicações da Hidráulica

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Questão 01 - Abaixo estão uma série de afirmações relacionadas aos princípios e aplicações da hidráulica. Para cada uma delas, indique se é verdadeira (V) ou falsa (F), considerando conceitos como pressão, vazão, perda de carga, altura manométrica e leis de conservação de energia em sistemas hidráulicos.
(v) Utilizados como conexões entre tubulações, os cotovelos e as curvas são peças hidráulicas que acarretam perdas de carga localizadas, devido a mudanças na direção do escoamento.
(f ) O comprimento da tubulação não afeta a perda de carga se o fluido estiver em escoamento laminar.
(f) Para a aplicação da fórmula de Hazen-Williams, comumente utilizada para a determinação de vazão em tubos, é suficiente conhecer a medida do diâmetro interno do tubo e o valor da perda de carga hidráulica por unidade de comprimento do tubo. (precisa do coeficiente de rugosidade C.)
(v) A perda de carga de uma instalação pode mudar, dependendo do tempo de uso, devido à formação de incrustações.
(f) A perda de carga localizada ocorre exclusivamente em longas tubulações devido ao atrito interno com as paredes.
(f) O fator de atrito ‘f’ na equação de Darcy-Weisbach depende apenas do número de Reynolds, independentemente da rugosidade da tubulação. (rugosidade realativa e/D em regime turbulento e laminar f = 64/Re)
(v) A equação de Hazen-Williams é mais adequada para escoamentos de água do que para outros tipos de fluidos
Questão 02-O diagrama de Moody pode ser usado para a determinação da perda de carga em escoamento de fluidos em tubos. Através dele se determina:
a) O comprimento do tubo.
b) O número de Reynolds.
c) O coeficiente de atrito.
d) O diâmetro do tubo.
e) A rugosidade do tubo.
Explicação:
O diagrama de Moody é uma ferramenta gráfica que relaciona o fator de atrito (coeficiente de atrito), o número de Reynolds e a rugosidade relativa de um tubo. Ele é essencial para calcular a perda de carga em sistemas de tubulação, pois a perda de carga é diretamente influenciada pelo fator de atrito, que pode ser determinado através do diagrama. O número de Reynolds é calculado com base nas propriedades do fluido, vazão e diâmetro do tubo, enquanto a rugosidade relativa é a relação entre a rugosidade absoluta do tubo e seu diâmetro interno. 
Questão 03 - Na maioria das aplicações de engenharia, o escoamento em tubos circulares é considerado laminar se o número de Reynolds for menor do que N , e é considerado turbulento, se o número de Reynolds for maior do que P . Os valores de N e P são, respectivamente,
a) 2.300 e 4.000
b) 3.200 e 5.000
c) 500 e 2.300
d) 750 e 1.000
e) 2.000 e 3.800
Questão 04 - Qual o Número de Reynolds e a classificação do sistema a seguir: Uma água a  é transportada por uma tubulação de aço galvanizado com diâmetro interno de 150 mm e comprimento de 200 metros. A velocidade média da água na tubulação é de . Considere que a água possui uma viscosidade cinemática (ν) de 1,004 x 10⁻⁶ m²/s.
a) Re = 112,500 - Escoamento Laminar 
b) Re = 5,250 - Escoamento em Transição 
c) Re = 224,104 - Escoamento Turbulento 
d) Re = 10,500 - Escoamento Turbulento
e) Re = 45,000 - Escoamento em Transição
Questão 05 - Dimensione uma adutora para transportar 1,5 m³/s de água a uma distância de 3,5 km, sabendo-se que a tubulação será de ferro fundido revestido com cimento e o desnível entre os reservatórios é de 15 m.
C=135 d= 900 mm
Questão 06 - Determine o diâmetro de uma adutora, por gravidade, de 850 m de comprimento, ligando dois reservatórios mantidos em níveis constantes, com diferença de cotas de 17,5 m, para transportar uma vazão de água (Ʋ = 1,01 x 10-6 m2/s) de 30 L/s. Material da tubulação, aço galvanizado com costura novo, Ɛ = 0,15 mm.
Chute d = 100 mm (muito acima)
Chute d = 200 mm (muito abaixo)
D = 0,145 e f = 0,018 vai dar perda de carga Hf = 17,75 o mais próximo
DIMENSIONAR DN 150 mm
Questão 07 - Um sistema de distribuição de água em uma pequena comunidade rural deve ser projetado para atender uma demanda máxima de 20 L/s. A água será transportada desde um reservatório elevado até uma estação de bombeamento situada a 1.5 km de distância. A tubulação a ser utilizada possui um diâmetro interno de 200 mm, e é feita de ferro fundido. O sistema opera em condições normais com uma pressão de 300 kPa na saída do reservatório. Devido às características do terreno, há uma perda de carga por atrito ao longo da tubulação. 
Aceleração da gravidade: 9,81 m/s² 
Viscosidade cinemática da água (ν): 1,1 x 10⁻⁶ m²/s
a) Determine a perda de carga (hf) ao longo da tubulação utilizando a fórmula de Hazen-Williams.
b) Determine a perda de carga (hf) ao longo da tubulação utilizando a fórmula de Flamant.
c) Determine a perda de carga (hf) ao longo da tubulação utilizando a fórmula de Darcy-Weisbach
Questão 08 - Calcular a perda de carga no trecho abaixo pelo método do comprimento equivalente. 
Dados: Fluido: água (ν): 1,1 x 10⁻⁶ m²/s 
Vazão: Q=2,0 L/s 
Material: aço Tipo de conexão: flangeada 
Diâmetro do tubo e conexões, D=2” 
Comprimento dos trechos retos, L=30 m 
Conexão (2): válvula de gaveta 
Conexão (3): Válvula tipo globo 
Conexão (4): cotovelo longo
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