Buscar

HIDRÁULICA E HIDROMETRIA U3

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você viu 3, do total de 23 páginas

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você viu 6, do total de 23 páginas

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você viu 9, do total de 23 páginas

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Prévia do material em texto

UNIDADE DE ENSINO 3
ATIVIDADE DIAGNÓSTICA U3S1
1 - Os escoamentos livres podem ser classificados em função de diversos parâmetros, como: variação em função do tempo, do espaço, segundo o número de Reynolds e ainda, segundo o número de Froude.
Com base neste trecho e em seus conhecimentos, analise as afirmações seguintes:
I – Determinado escoamento classificado em função do tempo poderá ser incluído nas categorias permanentes ou não permanentes (variado);
II – A classificação da corrente em função do espaço utiliza as categorias uniforme e não uniforme (variado);
III – O escoamento variado, classificado em função do espaço, pode ainda ser dividido em rapidamente variado e lentamente variado;
IV – Os valores referências utilizados na classificação do escoamento livre em regime laminar e turbulento são 2000 e 4000;
V – O número de Froude inferior a 1 (um) classificará o escoamento em supercrítico.
Marque, dentre as alternativas seguintes, aquela que apresenta todas as alternativas corretas.
Escolha uma:
a. IV e V, apenas.
b. I e II, apenas. 
c. I, II, III e IV, apenas.
d. I, III, IV e IV, apenas.
e. I, II e III, apenas.
2 - As condições de contorno nos escoamentos livres podem apresentar-se de forma extremamente variável. Em função da geometria da seção e da profundidade de escoamento, pode-se definir certo número de parâmetros, que têm grande importância e são largamente utilizados nos cálculos hidráulicos. Esses parâmetros são os elementos geométricos (BAPTISTA & COELHO, 2010).
Sabendo que cada elemento geométrico é representado por uma letra ou sigla, marque a alternativa que apresenta a seguinte sequência: altura d’água, área molhada, perímetro molhado e raio hidráulico.
Escolha uma:
a. y/D; A, B e Rh.
b. y, A, B e Rh.
c. h, b, P e A.
d. h, A, P e Rh.
e. y, A, P e Rh. 
3 - O dimensionamento de canais e condutos circulares de seção parcialmente cheia deve ser realizado por procedimento distinto das tubulações que atuam sob pressão. O fator principal neste caso é a escolha da forma do conduto, pois isso influenciará em todo o processo.
Com base no texto supracitado e em seus conhecimentos, analise as seguintes afirmações:
I – O dimensionamento de condutos livres não depende da forma destes, pois o único fator a ser considerado neste caso é o contato com a atmosfera;
II – Os canais de formas trapezoidais e triangulares possuem determinada inclinação de lateral (parede) que é representada por Z;
III – O dimensionamento de condutos livres nada mais é que a determinação numérica dos elementos geométricos que o compõe;
IV – Nos condutos circulares parcialmente cheios, a altura da lâmina d’água deve sempre ser inferior ao diâmetro;
V – O dimensionamento de canais de drenagem de águas pluviais e redes coletoras de esgotos são realizados como conduto livre, pois são seções circulares parcialmente cheias.
Marque a alternativa a seguir que apresenta todas as afirmações corretas.
Escolha uma:
a. II, III, IV e V, apenas. 
b. III, IV e V, apenas.
c. I, III e IV, apenas.
d. I, II, III, IV e V.
e. I, III, IV e V, apenas.
ATIVIDADE DE APRENDIZAGEM U3S1
1 - Os escoamentos livres podem ser classificados segundos alguns critérios, dentre eles a variação de suas características em função do tempo e do espaço. Em relação ao tempo podem ser permanentes ou variados. Já em relação ao espaço, são denominados uniformes ou variados, sendo este último subdividido em gradualmente ou bruscamente variado (Porto, 2006).
Com base no texto supracitado e em seus conhecimentos, marque a alternativa que melhor descreve a forma de analisar a classificação do escoamento em função do tempo.
Escolha uma:
a. As características organolépticas da água deverão ser verificadas em diferentes momentos em determinado ponto.
b. Determinado dois pontos no canal, as características do escoamento se manterão constantes.
c. A partir de determinado ponto no canal, características como cor e turbidez variarão ou permanecerão constantes.
d. Determinado um ponto no canal, as características do escoamento deverão ser medidas neste mesmo local em diferentes momentos. 
e. As características do escoamento em um ponto a montante poderão variar ou se manter as mesmas do ponto à jusante.
2 - Os elementos geométricos são fatores que viabilizam o estudo dos canais. Há algumas diferenças entre os principais elementos das seções circulares e as demais formas de canais. Apesar dessas pequenas diferenças, os principais elementos, conceitualmente dizendo, permanecem iguais.
Com base no trecho supracitado e em seus conhecimentos, marque a alternativa que apresenta aqueles elementos geométricos que são conceitualmente iguais nas seções circulares e não circulares.
Escolha uma:
a. raio hidráulico (Rh); altura relativa (y/D) e perímetro molhado (P).
b. Altura d’água (y); área molhada (A) e perímetro molhado (P). 
c. Diâmetro (D); área molhada (A) e perímetro molhado (P).
d. Altura d’água (y); diâmetro (D) e raio hidráulico (Rh).
e. Altura relativa (y/D); área molhada (A) e raio hidráulico (Rh).
3 - As redes coletoras de esgoto e as galerias de águas pluviais também são escoamentos livres. O motivo é sua interligação com a atmosfera, possuindo assim a mesma pressão interna que nosso ambiente. Essas unidades, em geral, têm como força motriz do escoamento, a gravidade.
A galeria de águas pluviais de determinada cidade é constituída de concreto (n=0,013), diâmetro de 80 cm e declividade de fundo = 0,004 m/m. Sabendo que essa galeria conduz a vazão de 900 l/s em regime permanente e uniforme, determine a altura da lâmina d’água.
Escolha uma:
a. 0,93 m.
b. 0,682 m.
c. 0,744 m. 
d. 0,8 m.
e. 0,531 m.
ATIVIDADE DIAGNÓSTICA U3S2
1- A equação da conservação da energia para escoamentos em condutos livre pode ser obtida com base na equação de Bernoulli aplicada a dois pontos, considerando a perda de carga e substituindo a carga de pressão pela altura d´água.
Com base na equação da conservação da energia, analise as seguintes afirmações:
I – A equação da conservação da energia para condutos livres leva em consideração a altura do nível d´água invés de carga de pressão;
II – A energia do escoamento se reduz devido às perdas de carga enfrentadas ao escoar;
III – A carga de pressão não tem influência na energia do escoamento por se tratar de sistemas que mantém contato com a atmosfera;
IV - A altura do nível d’água representa a pressão que essa coluna de líquido possui;
V – Assim como no escoamento forçado, a energia do escoamento é mantida, variando somente forma que se apresenta.
Realizada a análise, escolha a alternativa que inclui somente as alternativas verdadeiras.
Escolha uma:
a. I, III, IV e V, apenas.
b. II, III, IV e V, apenas.
c. I, II, III e IV, apenas. 
d. I, II, III, IV e V.
e. II, III e IV, apenas.
2 - A classificação dos escoamentos em condutos livres, segundo a forma que a energia presente nestes se apresentam, é fator de grande importância. Ela fornece orientações sobre algumas características do escoamento.
Com base no trecho supracitado e em seus conhecimentos à respeito do número de Froude (Fr), analise as seguintes sentenças:
I – O parâmetro utilizado para classificar os escoamentos segundo a energia é o número de Froude;
II – Esse número inter-relaciona as forças cinéticas e gravitacionais;
III – Para um número de Fr inferior a 1, denomina-se o escoamento em subcrítico;
IV – Quando há equilíbrio entre as forças cinéticas e gravitacionais, o valor de Fr será igual a 1;
V – A classificação supercrítica é aplicada aos escoamentos com número de Fr superior a 1.
Assim, marque a alternativa que apresenta todas as afirmações verdadeiras.
Escolha uma:
a. I, II, III, IV e V. 
b. I, II, IV e V, apenas.
c. I, III e V, apenas.
d. I, II, III e IV, apenas.
e. II e IV, apenas.
3 - A energia específica de determinado escoamento é um fator importante para o estudo de suas características. Com base nesta grandeza pode-se determinar a energia crítica e a partir desta, diversosoutros parâmetros. A classificação do escoamento em relação à energia é realizada com base no número de Froude: .
Utilizando o número de Froude, classifique o escoamento de um canal triangular com as seguintes condições:
velocidade média: 1,05 m/s;
altura hidráulica: 0,45 m;
gravidade: 9,8 m/s²
Marque aquela alternativa que mais se aproxima do valor de Froude correto.
Escolha uma:
a. 0,3.
b. 0,4.
c. 0,5. 
d. 0,6.
e. 0,7.
ATIVIDADE DE APRENDIZAGEM U3S2
1 - A equação da conservação da energia geral, baseada na equação de Bernoulli, pode ser aplicada, com algumas adaptações, ao escoamento em condutos livres. A principal mudança deve ser a substituição da carga de pressão pela altura d’água.
Com base no texto supracitado e em seus conhecimentos, marque a alternativa que apresenta a equação da conservação de energia, baseada na teoria de Bernoulli, para escoamentos em conduto livre.
Escolha uma:
a. . 
b. .
c. .
d. .
e. .
2 - A energia específica do escoamento em conduto livre é um conceito importante. Com base nele se pode classificar esses escoamentos em função da energia. Para tal classificação se utiliza como parâmetro o número de Froude.
Com base na teoria relacionada ao número de Froude, analise as seguintes sentenças:
I – O número de Froude tem sua unidade em m/m, que significa quanto de energia se perde por metro linear percorrido;
II – Esse número inter-relaciona as forças cinéticas e forças gravitacionais;
III – Quando há predominância das formas cinéticas, o escoamento é classificado em supercrítico;
IV – O equilíbrio das forças cinéticas e gravitacionais resulta em escoamento crítico;
V – O número de Froude é o parâmetro utilizado para classificar o regime de escoamento em laminar, transição ou turbulento.
Com base em sua análise, marque a alternativa que apresenta todas as afirmações verdadeiras.
Escolha uma:
a. I, II e IV, apenas.
b. I, III, IV e V, apenas.
c. II, III e IV, apenas. 
d. I, II e V, apenas.
e. I, II, III, IV e V.
3 - O número de Froude é o número adimensional utilizado para classificar os escoamentos em função da forma de apresentação de sua energia. Sua fórmula geral é  , onde : velocidade, : gravidade, : altura hidráulica ou média. Como todo número adimensional, não possui unidade de medida.
Utilizando o número de Froude, classifique o escoamento de um canal trapezoidal com as seguintes condições:
Q: 170 l/s;
Área molhada: 0,45 m²;
Largura de topo: 0,6 m.
Marque a alternativa que apresenta o valor de Froude e a classificação correta.
Escolha uma:
a. 0,82; subcrítico.
b. 0,75; supercrítico.
c. 0,30; subcrítico. 
d. 0,8; supercrítico.
e. 0,3; supercrítico.
ATIVIDADE DIAGNÓSTICA U3S3
1 - A seção de mínimo perímetro molhado deve ser levada em consideração no momento do dimensionamento de canais. Esta seção possibilita o escoamento da máxima vazão, além de resultar na mínima perda de carga.
Baseando-se no texto supracitado e em seus conhecimentos, analise as afirmações a seguir.
I – Pode-se conceituar o perímetro molhado como o comprimento da seção em contato com a superfície do canal;
II – A máxima vazão de determinado canal é obtida quando utilizado a seção de mínimo perímetro molhado;
III – Em canais retangulares a fórmula que confirma se o conduto se encontra em seção de mínimo perímetro molhado é:;
IV – Em canais trapezoidais a fórmula a ser seguida para que seja a seção de mínimo perímetro molhado é:ou ;
V – A seção de mínimo perímetro molhado não deve ser observada no momento do dimensionamento do canal.
Analisadas as afirmações supracitadas, marque, dentre as alternativas a seguir, aquela que apresenta todas as afirmações verdadeiras.
Escolha uma:
a. I, II, III, IV e V.
b. I e II, apenas. 
c. II, III e IV, apenas.
d. I, II e III, apenas.
e. I, II, III e V, apenas.
2 - A seção de mínimo perímetro molhado de um canal proporciona a máxima vazão de líquido conduzido por este. Isso demonstra a importância de se atentar a esse parâmetro no momento do dimensionamento de canais, pois pode torná-lo mais ou menos eficiente.
A fórmula utilizada para verificar se a seção do canal é de mínimo perímetro molhado para formas trapezoidais é; . Sabendo que determinado canal possui inclinação de talude Z = 2 e razão de aspecto  , assinale a alternativa que apresenta o valor de m (razão de aspecto) obtido pela fórmula citada.
Escolha uma:
a. 0,47. 
b. 0,67.
c. 1,47.
d. 2.
e. 0,77.
3 - Diferentemente das tubulações circulares que operam sob pressão, As seções circulares parcialmente cheias possuem elementos geométricos e hidráulicos condicionados pela altura da lâmina d’água. A forma mais comum de apresentar esses parâmetros é por sua relação momentânea com seus valores em seção plena.
A relação da velocidade é dada pela fórmula a seguir:. Determine a relação da velocidade para uma lâmina d’água que proporciona ângulo de 285° (4,974 rad).
Escolha uma:
a. 0,488.
b. 0,576.
c. 0,988. 
d. 0,877.
e. 0,966.
ATIVIDADE DE APRENDIZAGEM U3S3
1 - O perímetro molhado é um dos elementos geométricos criado para possibilitar o estudo dos escoamentos em canais. A seção de mínimo perímetro molhado é um parâmetro bastante almejado no momento do dimensionamento destes condutos, pois possibilita a máxima vazão conduzida e mínima perda de carga.
Com base no texto supracitado e em seus conhecimentos, analise as sentenças a seguir.
I – O perímetro molhado é o comprimento total da seção que está em contato direto com a superfície do canal;
II – A aplicação da seção de mínimo perímetro molhado possibilita o escoamento da máxima vazão;
III – Em canais trapezoidais a fórmula que confirma se o conduto opera ou não em seção de mínimo perímetro molhado é: ;
IV – Em canais retangulares a condução para que dimensione a seção de mínimo perímetro molhado é: ;
V – A seção de mínimo perímetro molhado deve ser, sempre que possível, levada em consideração no momento do dimensionamento.
Após analisar as sentenças supracitadas, marque, dentre as alternativas a seguir, aquela que apresenta todas as afirmações verdadeiras.
Escolha uma:
a. II, III, IV e V, apenas.
b. I, II, III e V, apenas.
c. I, II, III, IV e V. 
d. I, III, IV e V, apenas.
e. I, II e III, apenas.
2 - O uso da seção de mínimo perímetro molhado é um artifício para se atingir a máxima vazão escoada em determinado canal. Para o atendimento desta seção, cada forma de canal possui determinado critério, ou melhor, fórmula matemática a ser seguida.
Sabendo que a fórmula utilizada para verificar a seção de mínimo perímetro molhado para seções trapezoidais é; , assinale a alternativa que apresenta o valor da razão de aspecto obtida a partir da condição.
Canal trapezoidal com taludes 2H:1,5V, declividade de fundo I0 = 0,0013 m/m, leito pedregoso e vegetação nos taludes em condições regulares (n = 0,035) escoando vazão de 5 m³/s. A razão de aspecto .
Escolha uma:
a. 1,47.
b. 2.
c. 1,5.
d. 0,67. 
e. 0,47.
3 - As seções circulares parcialmente cheias possuem elementos geométricos e hidráulicos com comportamentos distintos das demais formas. Esses parâmetros são condicionados pela altura da lâmina d’água e geralmente tratados como relações entre a grandeza momentânea e quando em seção plena.
Sabendo que a relação da vazão é dada pela seguinte fórmula: , determine seu valor para uma lâmina d’água que proporciona ângulo de 273°.
Escolha uma:
a. 0,64.
b. 0,94.
c. 0,74. 
d. 0,84.
e. 0,54.
AVALIAÇÃO DA UNIDADE U3
1 - O escoamento em condutos livres são condicionados por um número maior de fatores que o escoamento forçado. Em função da geometria da seção e da profundidade de escoamento, pode-se definir certo número de parâmetros, que têm grande importância e são largamente utilizados nos cálculos hidráulicos (BAPTISTA & COELHO, 2010).
Sabendo da importância dos elementos geométricos para o estudo dos escoamentos livres, marque a alternativa que apresenta somente elementos geométricos presentes nas seções circulares.
Escolha uma:
a. Altura d’água (y) eperímetro molhado (P).
b. Altura d’água (y) e diâmetro (D).
c. Diâmetro (D); área molhada (A).
d. Altura relativa (y/D) e diâmetro (D). 
e. Raio hidráulico (Rh) e altura relativa (y/D).
2 - Os escoamentos em condutos livres não se resumem a canais, qualquer escoamento que ocorra à pressão atmosférica, ou seja, que tenha conexão com a atmosfera e não trabalhe em seção completamente cheia, são incluídos nessa categoria. As redes coletoras de esgoto e as galerias de águas pluviais também são regidas pelas leis dos escoamentos livres.
Um trecho da rede coletora de esgotos de uma determinada cidade é construída em concreto (n=0,013), diâmetro de 80 cm e declividade de fundo = 0,0035 m/m. A vazão escoada por este trecho é de 500 l/s (considere regime permanente e uniforme). Determine a altura da lâmina d’água.
Dado auxiliar: para K1 = 0,546, y/D = 0,58.
Escolha uma:
a. 0,8 m.
b. 0,351 m.
c. 0,93 m.
d. 0,58 m.
e. 0,464 m. 
3 - A caracterização dos regimes de escoamento quanto à energia é efetuada através de um número adimensional obtido a partir da equação de energia específica, o número de Froude. Este é um adimensional extremamente importante em hidráulica, representando a razão entre as forças inerciais e gravitacionais ((BAPTISTA & COELHO, 2010).
Tomando a teoria do número de Froude como referência, analise as seguintes sentenças:
I – A unidade do número de Froude é m/m, que significa quanto de energia se perde por metro linear de canal;
II – O número de Froude é o parâmetro utilizado para classificar o regime de escoamento em laminar, transição ou turbulento;
III – A predominância das formas inerciais classifica o escoamento em supercrítico;
IV – O equilíbrio das forças inerciais e gravitacionais resulta em escoamento crítico;
V –. Esse número inter-relaciona as forças gravitacionais e cinéticas (ou inerciais).
Analisadas as sentenças supracitadas, marque, dentre as alternativas a seguir, aquela que apresenta somente as afirmações verdadeiras.
Escolha uma:
a. III, IV e V, apenas. 
b. I, II, III, IV e V.
c. I, II e III, apenas.
d. I, III, IV e V, apenas.
e. II, III, IV e V, apenas.
4 - A seção de mínimo perímetro molhado deve ser almejada sempre que se vá dimensionar canais de escoamento. Esse critério de projeto possibilita obter a máxima vazão escoada, além de reduzir as perdas de carga por atrito do líquido com a superfície do canal.
Há uma fórmula utilizada para verificar a seção de mínimo perímetro molhado de seções trapezoidais: .
Sabendo disso, calcule a razão de aspecto (m) que o canal a seguir deve ter para que atenda este critério de seção.
Canal trapezoidal com taludes 2H:1V, declividade de fundo I0 = 0,0013 m/m, leito pedregoso e vegetação nos taludes em condições regulares (n = 0,035) escoando vazão de 5 m³/s.)
Escolha uma:
a. 0,67.
b. 0,47. 
c. 1,4.
d. 1,72.
e. 2,23.
5 - As seções circulares parcialmente cheias possuem elementos geométricos e hidráulicos com comportamentos distintos das demais formas. Por não possui uma linearidade nas relações de alguns elementos com o aumento do nível d’água, a apresentação dos parâmetros hidráulicos em seções circulares parcialmente cheias são feitas em relações com a seção completa.
A relação da vazão de uma seção circular é calculada pela seguinte fórmula: . Determine o valor desta relação para uma lâmina d’água que proporciona ângulo de 287°.
Escolha uma:
a. 0,94.
b. 0,87.
c. 0,77.
d. 0,74. 
UNIDADE 4
ATIVIDADE DIAGNÓSTICA U4S1
1 - A medição de vazão é de grande importância para controle e operação das estruturas hidráulicas.
Com base em seus conhecimentos de processos de medida de vazão, analise as afirmações abaixo.
I – A medida de vazão em uma Estação de Tratamento de Água não é de grande importância, pois os processos que nela ocorrem não são quantitativos;
II – Os vertedores são dispositivos empregados na medida de pequenas vazões;
III – Os orifícios são utilizados para grandes vazões, pois operam sob pressão atmosférica;
IV – De forma simplificada, um bocal é um acessório que se instala na parte externa ou interna do orifício, alterando sua vazão segundo a posição instalada;
V – Os bocais de borda são denominados assim por se situarem na parte externa do orifício.
Após analisar as sentenças supradescritas, marque a alternativa que apresenta somente as alternativas verdadeiras.
Escolha uma:
a. IV, apenas. 
b. I, II e IV e V, apenas.
c. I, II e V, apenas.
d. I e IV, apenas.
e. IV e V, apenas.
2 - O bocal é um tubo de pequeno comprimento instalado na parte interna ou externa de um determinado orifício.
Com base em seus conhecimentos sobre bocais, analise as seguintes sentenças.
I – A instalação de bocal em orifícios não altera sua vazão;
II – O bocal instalado na parte interna do orifício reduz a vazão escoada por este;
III – A vazão escoada através de determinado orifício com bocal externo é cerca de 34% maior que a vazão do orifício sem o bocal;
IV – Não há diferença de vazão condicionada pela posição do bocal;
V – A medida de um bocal deve ser entre 1,5 e 5 vezes o diâmetro do tubo.
Marque, dentre as alternativas a seguir, aquela que contém somente afirmações verdadeiras.
Escolha uma:
a. II, III e IV, apenas.
b. I, II, III e V, apenas.
c. I, II, III e IV, apenas.
d. I, II, III, IV e V.
e. II, III e V, apenas. 
3 - Vertedor ou descarregador é o dispositivo utilizado para medir e/ou controlar a vazão em escoamento por um canal (PORTO, 2006, p.365).
Sobre o tema de vertedores, analise as seguintes afirmações.
I – Os vertedores, em geral, são instalados perpendicularmente ao fluxo d’água, acumulando-a a sua montante;
II – A soleira do vertedor é a parte que limita o escoamento, sendo que ao ultrapassar seu nível a água forma a lâmina vertente e flui normalmente;
III – A altura do vertedor é a medida da soleira até a superfície de água, sendo que esta medida deve ser tomada sem a influência do declínio da lâmina, pelo menos 6 vezes a altura do vertedor;
IV – A largura da soleira do vertedor é a largura do fundo do canal, por isso a denominação;
V – A carga sobre a soleira é a altura total d’água que se encontra acumulada antes do vertedor.
Analisadas as afirmações supracitadas, assinale, dentre as alternativas a seguir, aquela que apresenta somente as afirmações verdadeiras.
Escolha uma:
a. I, II e III, apenas.
b. I, II, III e IV, apenas.
c. II, III, IV e V, apenas.
d. I, II, III, IV e V.
e. I e II, apenas. 
ATIVIDADE DE APRENDIZAGEM U4S1
1 - Em hidráulica pode-se definir como orifício uma abertura de perímetro fechado, de forma geométrica definida, realizada na parede ou fundo de um reservatório, canal ou conduto (PORTO, 2006, p.351).
A respeito das classificações deste dispositivo, analise as sentenças a seguir.
I – Em relação à forma geométrica de seu perímetro, as classificações mais comuns são: circular, linear e triangular;
II – A orientação do orifício em relação à superfície livre do líquido também é classificatória, podendo ser vertical, horizontal ou inclinado;
III – Sua dimensão comparativamente à carga H que está submetido o classifica como pequeno ou circular;
IV – A espessura da parede pode ser fina ou delgada e grossa ou espessa;
V – Dependendo da pressão que está submetido, pode-se classificá-lo como orifício de baixa pressão ou alta pressão.
Após analisar as sentenças, assinale a alternativa que apresenta somente as alternativas verdadeiras.
Escolha uma:
a. I, II, III e IV, apenas.
b. I, II e III, apenas.
c. I, II e V, apenas.
d. II, IV e V, apenas.
e. II e IV, apenas. 
2 - A vazão que escoa através de determinado orifício é condicionada por diversos fatores, como: a carga de coluna de água acima de seu eixo central, a gravidade e fatores relacionados ao comportamento do líquido na aproximação da saída (perda de carga e contração do jato). 
Sabendo que a fórmula resultante para o cálculo da vazão de orifícios é , determine-a para as seguintes condições:
   - Orifício de 3 cm de diâmetro à uma distância de1 m da superfície d’água.
Dado auxiliar: coeficiente de vazão para 3 cm de diâmetro e 1 m de carga H é 0,622.
Marque a alternativa que apresenta a vazão obtida.
Escolha uma:
a. 0,0017 m³/s.
b. 0,017 m³/s.
c. 0,19 m³/s.
d. 0,018 m³/s.
e. 0,0019 m³/s. 
3 - Quando se pretende dirigir o jato e alterar o coeficiente de vazão de um orifício, adiciona-se ao orifício certo comprimento de tubo. Esse dispositivo é chamado de bocal ou tubo adicional e é caracterizado por possuir comprimento L variando entre 1,5D e 5D, em que D é o diâmetro do orifício (PORTO, 2006, p.365).
A adição de bocal em orifício altera sua vazão, podendo ser para mais, caso essa inclusão seja externa, ou menos, caso seja interna. Sabendo que as fórmulas utilizadas para o cálculo da vazão em bocal externo e interno são e , respectivamente, calcule a diferença de vazão, utilizando as duas fórmulas, se aplicado a seguinte condição.
   - Orifício de 3 cm, comprimento do bocal de 6 cm e 1m de carga H.
Marque a alternativa que apresenta o valor, em módulo, da diferença entre as vazões em m³/hora.
Escolha uma:
a. 3,5 m³/h. 
b. 3,0 m³/h.
c. 6,2 m³/h.
d. 4,5 m³/h.
e. 5,7 m³/h.
ATIVIDADE DIAGNÓSTICA U4S2
1 - A vazão pode ser considerada uma das grandezas mais importantes para o controle de unidades hidráulicas, dentre as quais podemos citar as estações de tratamento de água, esgoto e caldeiras industriais.
Sabendo da importância da medida da vazão, analise as sentenças a seguir:
I – Em uma unidade de tratamento de água, a vazão não tem grande importância, pois os parâmetros tratados são todos qualitativos;
II – A entrada da estação de tratamento de esgoto é o ponto em que a determinação da vazão é mais importante, pois praticamente todos os processos subsequentes dependem deste parâmetro;
III – O volume de água por mês (vazão) é o fator condicionante do valor a ser pago pelo consumidor a concessionária de saneamento pela água consumida;
IV – O volume de água consumida em uma residência não depende da medida da vazão desta;
V – A vazão somente tem utilidade em plantas industriais, para consumidores domésticos esse parâmetro não possui nenhuma interferência.
Após analisar estas afirmações, escolha nas alternativas a seguir, aquela que apresenta somente as verdadeiras.
Escolha uma:
a. II, III e IV, apenas.
b. I, II, IV e V, apenas.
c. II e V, apenas.
d. I, III e V, apenas.
e. II e III, apenas. 
2 - Há diversos modelos de medidores de vazão aplicados a escoamentos forçados. Dentre estes modelos pode-se destacar o tubo venturi e diafragma, medidores deprimogênios, e os medidores de vazão linear: medidor magnético, fluxômetro e hidrômetro.
Com base em seus conhecimentos sobre os medidores citados, analise as seguintes afirmações.
I – Os medidores deprimogênios relacionam a velocidade do escoamento com a variação de pressão entre dois pontos;
II – Os medidores tubo de venturi e diafragma possuem tomada de pressão para que se possa relacionar a variação deste parâmetro com a velocidade;
III – O hidrômetro é o medidor mais conhecido pelo fato de ser o equipamento utilizado pelas concessionárias para a determinação do volume de água consumido;
IV – O medidor magnético utiliza duas tomadas de pressão, as quais são processadas em manômetro magnético. Esse é o motivo de sua denominação.
V – O fluxômetro é muito utilizado em grandes tubulações parcialmente cheias, pois é adequado a grandes vazões.
Escolha, dentre as alternativas a seguir, aquela que apresenta somente as afirmações supradescritas verdadeiras.
Escolha uma:
a. I, II e III, apenas. 
b. I, II, III e IV, apenas.
c. I, III e IV, apenas.
d. II, IV e V, apenas.
e. II e III, apenas.
3 - O volume de água consumido por uma determinada residência é medido pelo hidrômetro. Este está incluso na categoria dos medidores de turbina, pois esse é o mecanismo utilizado; uma turbina ou rotor que gira conforme o fluxo de água passa por ele. Além desta parte, esse equipamento conta com um sistema de engrenagens e a parte superior, onde visualizados o volume consumido.
Com base neste texto sobre hidrômetro e em seus conhecimentos, analise as alternativas a seguir e marque aquela que julgar verdadeira.
Escolha uma:
a. O principal uso do hidrômetro é para medir vazão de corpos hídricos;
b. O hidrômetro mede a velocidade do fluxo de água, registrando em sua parte superior;
c. O hidrômetro é o medidor utilizado pelas empresas fornecedoras de água tratada para mensurar o volume utilizado pela residência; 
d. O mecanismo de funcionamento do hidrômetro é baseado em campo eletromagnético;
e. Hidrômetros devem possuir ligações elétricas para que o registro do volume consumido seja realizado.
ATIVIDADE DE APRENDIZAGEM U4S2
1 - A maioria dos medidores de restrição de área para escoamentos internos, baseiam se no princípio da aceleração da corrente fluida através de alguma forma de bocal. A ideia é que a variação na velocidade leva a uma variação na pressão (FOX et al., 2015, p.387).
A respeito dos medidores de vazão tipo tubo Venturi e Diafragma, analise as seguintes afirmações:
I – O Diafragma possui custo de implantação mais elevado que o tubo de Venturi, pois sua estrutura física é mais complexa;
II – A perda de carga do medidor diafragma é a menor dentre todos os outros modelos disponíveis;
III – O tubo Venturi e o diafragma são considerados deprimogênios pelo fato de realizarem a medida de vazão baseada na alteração da pressão;
IV – A perda de carga no tubo Venturi é muito reduzida devido a suas partes convergente e divergente;
V – O custo operacional do diafragma é menor que o tubo Venturi pelo fato de possuir menor perda de carga.
Analisadas as afirmações supradescritas, marque, dentre as alternativas a seguir, aquela que reuni somente as verdadeiras.
Escolha uma:
a. I, II, III e IV, apenas.
b. III e V, apenas.
c. II, III e IV, apenas.
d. III e IV, apenas. 
e. I, III e V, apenas.
2 - Os medidores venturi ou tubo de venturi são em geral fundidos e usinados com pequena tolerância à variações, o que lhes garante precisão, porém, os torna pesados, volumosos e caros. A seção do difusor cônico a jusante da garganta (área de seção reduzida) proporciona excelente recuperação de pressão, o que resulta em perda de carga total baixa. Outra características do medidor venturi é ser autolimpante, por ter seu contorno interno muito liso (FOX et al., 2015).
Há em determinada tubulação de água um tubo Venturi instalado. Sabe-se que sua seção estrangulada possui área de 0,15 m² e a seção maior, 0,25 m². Ligado a esse aparato há um manômetro diferencial, ou seja, aponta a diferença entre as duas pressões medidas. Este instrumento marca 5500 Pa.
Dado auxiliar: .
Marque a alternativa que apresenta o valor da vazão escoada por esta tubulação.
Escolha uma:
a. 6,5 m³/s.
b. 0,615 m³/s. 
c. 2,46 m³/s.
d. 4,1 m³/s.
3 - A placa de orifício ou diafragma possui geometria simples, o que proporciona baixo custo e facilidade de instalação e/ou reposição. A borda do orifício deve permanecer sempre limpa, não havendo incrustamento de sólidos ou matéria em suspensão. As principais desvantagens deste medidor são sua capacidade limitada e elevada perda de carga permanente (FOX et al., 2015, p.391).
Sabendo que a fórmula para a determinação da vazão em medidores diafragma é , determine a vazão para as condições a seguir.
Diafragma de orifício de 10 cm de diâmetro, instalado em tubulação de diâmetro de 20’ (50 cm), o que resulta em . 
As pressões medidas antes e depois da placa é 14500 e 2500 Pa.
Dados auxiliares: para .
Marque a alternativa que apresenta o valor obtido para a vazão. 
Escolha uma:
a. 0,023 m³/s. 
b. 0,032 m³/s.
c. 0,32 m³/s.
d. 0,43 m³/s.
e. 0,53 m³/s.
ATIVIDADE DIAGNÓSTICA U4S3
1 - A medida da vazão de determinado escoamento é parâmetro de grande importância na operação de unidades de tratamento de água.
Com base em seus conhecimentos hidráulicos, analise as sentenças a seguir.
I – A determinação da vazão de uma estação de tratamentode água deve ser realizada na entrada da estação;
II – A vazão de água que entra na estação de tratamento não é fator determinante, pois seus processos possuem embasamento qualitativo;
III – A calha Parshall é o aparato mais empregado na medida de velocidade em escoamentos em condutos livres;
IV – O hidrômetro é o medidor de volume gasto, sabendo que o registro é realizado com intervalo de tempo mensal, indiretamente representa a vazão consumida;
V – O diafragma é o medidor de vazão mais adequado para a entrada da estação.
Após analisar as sentenças, marque a alternativa que apresenta somente as alternativas verdadeiras.
Escolha uma:
a. I, II e III, apenas.
b. I, III e IV, apenas.
c. I e V, apenas.
d. I e IV, apenas. 
 2 - A determinação da velocidade de escoamentos em condutos livres talvez seja mais importante que escoamentos forçados. Isso ocorre, principalmente, pela necessidade desta grandeza em cálculos de vazão, pois essa é forma mais usual desta determinação.
Baseando-se em seus conhecimentos sobre os métodos empregados para determinação de velocidade em escoamentos em condutos livres, marque a alternativa verdadeira.
Escolha uma:
a. O tubo de pitot, método utilizado para canais, consiste na obtenção da velocidade a partir da pressão estática.
b. No método do flutuador deve ser utilizado um recipiente leve, que não fique imerso na água durante o procedimento.
c. O método do molinete é o procedimento de menor custo.
d. O flutuador é um método bastante preciso, pois ocorre sob o acompanhamento visual da pessoa que está executando a medição.
e. O molinete é o dispositivo mais adequado para a medida de velocidade de um corpo hídrico. 
 3 - A medição da vazão ou descarga em condutos livres e particularmente nos canais abertos constitui, sem dúvida, uma das mais importantes questões da hidráulica aplicada (Azevedo Netto et all, 1998, p.450).
Sabendo que a calha Parshall é o dispositivo mais empregado para a determinação da vazão canais, analise as sentenças a seguir.
I – A calha Parshall foi criada inicialmente para uso em projetos de irrigação, se popularizando posteriormente;
II – A calha Parshall se incluir na categoria de medidores de regime crítico;
III – Uma das vantagens do uso desta calha é a medida de nível d´água somente em um ponto, o que simplifica sua operação;
IV – O único empecilho deste modelo de medidor é o acúmulo de detritos na área que antecede a garganta;
V – Possui elevado custo de implantação, operação e manutenção.
Após analisar as sentenças, marque a alternativa que apresenta somente as verdadeiras.
Escolha uma:
a. II, III e IV, apenas.
b. I, III e IV, apenas.
c. I, II e IV, apenas.
d. I, II e III, apenas. 
e. I, II, III, IV e V.
ATIVIDADE DE APRENDIZAGEM U4S3
1 - A medição da velocidade de determinado escoamento pode ser de grande utilidade, principalmente por se tratar de um dado fundamental no cálculo da vazão.
Com base em seus conhecimentos sobre métodos de medição de velocidade em escoamentos, analise as sentenças a seguir.
I – O flutuador é muito utilizado em medições de velocidade de escoamentos sob pressão;
II – O tubo de pitot é um dispositivo utilizado para medir vazões em escoamentos sob pressão;
III – A calha Parshall é o aparato mais empregado na medida de velocidade em escoamentos em condutos livres;
IV – O molinete é muito utilizado para medições de velocidade em escoamentos em canais;
V – O tubo de pitot também é conhecido como tudo Venturi.
Analisadas as afirmações supradescritas, marque a alternativa que reuni somente as alternativas verdadeiras.
Escolha uma:
a. I, II e IV, apenas.
b. I, II e III, apenas.
c. II e V, apenas.
d. IV, apenas. 
e. I e IV, apenas.
2 - O método do flutuador pode ser empregado para determinação de velocidade em escoamentos em canais. Consiste em registrar o tempo gasto para que um “flutuador” percorra uma distância preestabelecida, resultando assim da velocidade média do escoamento avaliado.
Baseando-se no trecho descrito anteriormente e em seus conhecimentos, marque a alternativa verdadeira sobre o método do flutuador.
Escolha uma:
a. Trata-se da aplicação da equação de Bernoulli, levando em consideração a carga hidráulica acima de seu eixo central.
b. Por se tratar de um método de regime crítico, basta uma só medida.
c. Leva em consideração a diferença de pressão da seção normal e estrangulada para o cálculo da vazão. 
d. Método que utiliza materiais baratos, além de fácil execução, porém, de precisão questionável.
e. Apesar de simples, é um método muito preciso, pois a pessoa que está cronometrando tem a possibilidade de andar na borda do canal, acompanhando o flutuador.
3 - O medidor Parshall é incluído na categoria de regime crítico, ou seja, em determinado ponto de sua estrutura o escoamento é forçado a passar pelo escoamento crítico. Foi idealizado por Ralph Leroy Parshall, engenheiro do serviço de irrigação do departamento de agricultura dos EUA (AZEVEDO NETTO et al.,1998).
Sabendo que a equação geral para determinação da vazão em função da altura da lâmina d’água do medidor Parshall é , determine a vazão de um canal com a seguintes condições:
Calha de 9”:  e .
Altura da lâmina d’água: 40 cm.
Marque a alternativa que apresenta a vazão calculada.
Escolha uma:
a. 0,232 m³/s.
b. 0,535 m³/s.
c. 0,387 m³/s.
d. 0,132 m³/s. 
AVALIAÇÃO DA UNIDADE U4
1 - Os orifícios e bocais são elementos utilizados para medições de vazão em escoamentos. Segundo Porto (2006) pode-se definir orifício como abertura de perímetro fechado, de forma geométrica definida, realizada na parede ou fundo de um reservatório, canal ou conduto. Os bocais, por outro lado, são orifícios com pequenos condutos instalados, tanto na parte externa ou interna do orifício.
A respeito das classificações destes dispositivos, analise as afirmações a seguir.
I – Os orifícios podem ser classificados em função de sua forma geométrica, sendo as mais comuns a circular, retangular e triangular;
II – A orientação do orifício em relação à superfície livre do líquido também é classificatória, podendo ser vertical, horizontal ou inclinado;
III – A dimensão do orifício, quando comparada à carga H que está submetido, classifica-o como fino ou delgado e grosso ou espesso;
IV – A espessura da parede pode ser grande ou pequena;
V – Os bocais podem ser classificados em função de sua posição, sendo denominados bocal interno ou bocal de borda.
Analisadas as afirmações, escolha dentre as alternativas a seguir, aquela que apresenta somente as verdadeiras.
Escolha uma:
a. II, III e V, apenas.
b. I e II, apenas. 
c. I, II e III, apenas.
d. I, II, III e IV, apenas.
e. I, IV e V, apenas.
2 - A vazão que escoa por determinado orifício está relacionada à coluna d’água que se encontra sobre este. No caso de orifícios afogados, a coluna a montante não atua inteiramente sobre o orifício, pois há o efeito da coluna d’água a jusante. Assim, de forma genérica, a coluna d’água que atua no orifício é a diferença entre estas duas.
A fórmula utilizada para o cálculo da vazão de orifícios afogados é .
Determine a vazão escoada pelo orifício submetido as seguintes condições:
   - Orifício de 3 cm de diâmetro, com uma altura d'água, a montante, de 1,2 m. A jusante do orifício há 0,65 m desde seu nível central até a superfície d’água.
Dado auxiliar: Para 3 cm de diâmetro e 1 m de carga H, Cd é 0,622.
Marque a alternativa que apresenta o valor da vazão obtida em m³/h.
Escolha uma:
a. 4,2 m³/h.
b. 0,0014 m³/h.
c. 3,1 m³/h.
d. 5,2 m³/h. 
e. 0,011 m³/h.
3 - O medidor Venturi é um aparato utilizado para determinações de vazão em escoamentos forçados. Assim como outros que possuem princípio de funcionamento semelhante, são denominados deprimogênios, por mensurarem a vazão com base na diferença de pressão existente a montante e jusante da contração de sua seção.
Determinada tubulação de água possui um tubo Venturi instalado para determinações da vazão escoada por esta. Sua seção estrangulada possui área de0,10 m² e a seção maior, 0,30 m². Ligado a esse aparato há um manômetro diferencial que marca 6500 Pa quando em seu funcionamento normal.
Dado auxiliar: .
Marque a alternativa que apresenta o valor da vazão escoada por esta tubulação.
Escolha uma:
a. 0,59 m³/s.
b. 3,92 m³/s.
c. 0,487 m³/s.
d. 0,381 m³/s. 
e. 0,667 m³/s.
4 - A determinação da velocidade do escoamento baseada na variação da pressão ocorre em aparatos deprimogênios, podendo citar como exemplo o tubo de Venturi e o diafragma. Porém, há outra forma de determinação de velocidade a partir da pressão, porém, por mecanismo distinto, fato que ocorre com o tubo de pitot.
Sabendo que a fórmula para a determinação da velocidade em tubo de pitot é , calcule-a para seguintes condições.
Pressão estática: 750 Pa;
Pressão de dinâmica: 1500 Pa;
Massa específica da água: 1000 kg/m³.
Marque a alternativa que apresenta o valor obtido para a velocidade.
Escolha uma:
a. 0,98 m/s.
b. 1,44 m/s.
c. 1,30 m/s.
d. 1,73 m/s. 
e. 1,22 m/s.
5 - O medidor Parshall foi idealizado tendo como objetivo principal atender as necessidades da área de irrigação; os menores tamanhos para regular a descarga de água distribuída às propriedades agrícolas, e os maiores, para serem aplicados aos grandes canais de rega (AZEVEDO NETTO et al. 1998, p.455).
Com base na equação geral criada para medidores Parshall e nos dados fornecidos, determine a vazão escoamento.
Equação geral: ;
Canal de 2’:  e ;
Altura da lâmina d'água: 25 cm.
Calculada a vazão, marque a alternativa que apresenta o valor obtido.
Escolha uma:
a. 1,426 m³/s.
b. 0,38 m³/s.
c. 0,143 m³/s.
d. 0,27 m³/s.
e. 0,166 m³/s.

Outros materiais

Materiais relacionados

Perguntas relacionadas

Perguntas Recentes