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Lista de Exercícios 04 Estudos Hídricos

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CURSO: ENGENHARIA CIVIL
DISCIPLINA: ESTUDOS HÍDRICOS
PROFO: ALEXANDRE MARCOS F. DA C. E SILVA
PERÍODO LETIVO: 2016 - AGOSTO A DEZEMBRO 
TURMA(S): 6NA e 6NB - ENG. CIVIL
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- Lista de Exercícios 04 –
Considerando o Sistema de Abastecimento de Água conforme figura abaixo, onde inicialmente o sistema capta e aduz água já tratada por recalque do reservatório R1 para o reservatório R2. Pede-se:
a) Dimensionar a potência do conjunto elevatório (CV), o diâmetro de recalque (mm) (adotar o diâmetro de sucção (mm) imediatamente superior ao diâmetro de recalque) do sistema que bombeia uma vazão de 160 L/s, sabendo-se que o reservatório inferior R1 está na cota Z1 = 15m e o reservatório superior R2 está na cota Z2 = 132m. A canalização de recalque é de ferro fundido (C=130), sendo o comprimento da tubulação de sucção igual a 800m e o da tubulação de recalque igual a 6600m. O equipamento funciona durante 16 horas por dia.
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b) Para a tubulação de sucção:
- 01 válvula de pé: K = 1,75,
- 01 redução gradual: K = 0,15,
- 02 curvas de 90º: K = 0,4,
c) Para a tubulação de recalque:
- 01 válvula de retenção: K = 2,5,
- 04 curvas de 90º: K = 0,4,
- 01 ampliação gradual: K = 0,3,
- 01 registro de globo: K = 10,0,
- 01 entrada de canalização: K = 0,5,
d) Peso específico da água: 1000 Kgf/m³,
e) Rendimento do conjunto elevatório: 70%.
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Considerando o Sistema de Abastecimento de Água conforme figura abaixo, onde inicialmente o sistema capta e aduz água já tratada por recalque do reservatório R1 para o reservatório R2. Pede-se:
a) Dimensionar a potência do conjunto elevatório (CV), o diâmetro de recalque (mm) (adotar o diâmetro de sucção (mm) igual ao diâmetro de recalque) do sistema que bombeia uma vazão de 250 L/s, sabendo-se que a altura geométrica de sucção é igual a 10m e a altura geométrica de recalque corresponde a 125m. A canalização de recalque é de ferro fundido (C=130), sendo o comprimento da tubulação de sucção igual a 1800m e o da tubulação de recalque igual a 9500m. O equipamento funciona durante 18 horas por dia.
b) Para a tubulação de sucção:
- 01 válvula de pé: K = 1,75,
- 01 redução gradual: K = 0,15,
- 03 curvas de 90º: K = 0,4,
c) Para a tubulação de recalque:
- 01 válvula de retenção: K = 2,5,
- 06 curvas de 90º: K = 0,4,
- 01 ampliação gradual: K = 0,3,
- 01 registro de globo: K = 10,0,
- 01 entrada de canalização: K = 0,5,
d) Peso específico da água: 1000 Kgf/m³,
e) Rendimento do conjunto elevatório: 75%.
Tem-se um canal trapezoidal, executado em concreto não muito liso (n=0,014), com declividade I = 0,04%. Determinar qual é a capacidade de vazão em regime uniforme quando a profundidade é igual a 1,90 m.
Determine a profundidade do escoamento do canal triangular de concreto (n = 0,014) indicado na figura abaixo, sendo a declividade 1,5 m/km e a velocidade do escoamento 1,0 m/s.
Um projeto de abastecimento de água necessita de vazão de 4 m³/s. No dimensionamento do canal de adução, adotou-se o critério de máxima eficiência hidráulica e uma vazão 10% maior. Sabendo que o canal é retangular, com coeficiente de Manning igual a 0,020 e declividade 0,0004 m/m, determine as dimensões da seção transversal e a velocidade para a vazão em regime permanente.
Dimensionar a galeria de drenagem em tubos de concreto (n = 0,014) para escoar a vazão 2.85 m³/s sabendo-se que a declividade é 0,2% e que a profundidade não deve ultrapassar 80% do diâmetro.
Dimensionar o emissário de uma rede de esgotos, sabendo que ele deve transportar uma vazão Q = 150 l/s, com uma declividade i = 0,2%. O conduto deverá ser construído com tubos de concreto, com n = 0,015, e deverá trabalhar a meia seção.
Determine a capacidade de vazão da canaleta de drenagem de pé de talude, em uma rodovia, revestida de concreto em condições regulares (n = 0,016), com declividade de fundo igual a 0,008 m/m, conforme a figura abaixo.
Determinar a vazão de escoamento do tronco principal da rede coletora de esgotos de uma cidade, sabendo-se que o diâmetro da tubulação é de 400mm e a lâmina líquida máxima (hMÁX) foi dimensionada para 40% do diâmetro. A tubulação é de concreto (n = 0,013) e a declividade adotada foi de 0,25%.
Dimensionar a potência do conjunto elevatório para o sistema hidráulico de um edifício que recalca água do reservatório inferior para o reservatório superior. Sabe-se que o conjunto motobomba encontra-se acima do nível médio de água do reservatório inferior em 3,50m e o reservatório superior encontra-se 65,00m do conjunto de bombeamento. A vazão de bombeamento é de 2,0 L/s e a tubulação é de PVC novo (C = 140), sendo o comprimento da tubulação de sucção igual a 6,00m e o da tubulação de recalque igual a 80,00m. O equipamento deverá funcionar durante 14 horas por dia.
Tem-se ainda:
a) Para a tubulação de sucção:
- 01 válvula de pé: K = 1,75,
- 03 curvas de 90º: K = 0,4,
- 01 redução gradual: K = 0,15.
b) Para a tubulação de recalque:
- 01 válvula de retenção: K = 2,5,
- 05 curvas de 90º: K = 0,4,
- 01 ampliação gradual: K = 0,3,
- 01 registro de globo: K = 10,0,
- 01 entrada de canalização: K = 0,5,
c) Peso específico da água: 1000 Kgf/m³,
d) Rendimento do conjunto elevatório: 70%
Um engenheiro civil foi contratado para realizar um estudo com o objetivo de proceder à captação direta de um curso d’água para atender a população de algumas localidades por meio de um sistema de abastecimento de água. Neste sentido, conforme o perfil longitudinal do terreno apresentado na Figura 01, o projetista verificou que a captação e adução de água bruta até a estação de tratamento será feita de duas formas. Sendo uma primeira parte por gravidade e em conduto livre e a segunda em conduto forçado e recalque. Assim, pede-se determinar:
a vazão de água que escoa no canal de seção trapezoidal a ser projetado do ponto da captação do rio até o reservatório inferior da estação elevatória de água, sabendo-se que o revestimento do talude é de concreto (n = 0,013), a inclinação do talude é de 1V:2H e a maior largura da lâmina líquida é L = 0,85m, conforme pode ser verificado na Figura 02 (Seção transversal do canal). Bem como, a declividade do Canal será I = 0,0019m/m (Figura 01).
Figura 01. Perfil Longitudinal do Terreno.
Figura 02. Seção Transversal do Canal.
 Dimensionar a potência do conjunto elevatório para o sistema hidráulico apresentado na Figura 01. Sabe-se que o conjunto motobomba encontra-se acima do nível mínimo de água do reservatório inferior, recalcando a vazão de bombeamento (mesma vazão do canal projetado) até o reservatório superior (ETA). As tubulações são de Ferro Fundido (C = 130), sendo o comprimento da tubulação de sucção igual a 1200,00m e o da tubulação de recalque igual a 16500,00m. O equipamento deverá funcionar durante 18 horas por dia.
Tem-se ainda a considerar:
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b.1) Para a tubulação de sucção:
- 01 válvula de pé: K = 1,75,
- 05 curvas de 90º: K = 0,4,
- 01 redução gradual: K = 0,15.
b.2) Para a tubulação de recalque:
- 01 válvula de retenção: K = 2,5,
- 06 curvas de 90º: K = 0,4,
- 04 curvas de 45º: K = 0,2,
- 01 ampliação gradual: K = 0,3,
- 01 registro de globo: K = 10,0,
- 01 entrada de canalização: K = 0,5,
b.3) Peso específico da água: 1000 Kgf/m³,
b.4) Rendimento do conjunto elevatório: 70%.
b.5) Diâmetro de Sucção > Diâmetro de Recalque.
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Figura 03. Sistema de Recalque.
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