HIDRÁULICA E HIDROMETRIA U1

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HIDRÁULICA E HIDROMETRIA U1.
ATIVIDADE DIAGNÓSTICA U1S1
1 - Osborne Reynolds é um dos principais nomes da hidrodinâmica. Ele foi o responsável pelo clássico experimento de injeção de corante no interior da corrente líquida, o qual embasou a criação do parâmetro utilizado para classificar o regime de escoamento dos fluidos; número de Reynolds.
O número de Reynolds (Re) é o parâmetro utilizado para definir em qual regime de escoamento se encontra determinada corrente de fluido; laminar, transição ou turbulento. Quais são os valores de Re para que o escoamento se enquadre em regime laminar e turbulento, respectivamente? Escolha uma:
a. Re ≥ 4000 e Re ≤ 2000.
b. Re > 2000 e Re <4000.
c. Re ≤ 2000 e Re ≥ 4000. 
d. Re ≤ 40000 e Re ≥ 20000.
e. Re ≤ 20000 e Re ≥ 40000.
2 - A classificação dos regimes de escoamento é motivada pela mudança de comportamento da corrente, sendo que o número de Reynolds se trata apenas do limite matemático consequente desses comportamentos, ou seja, esse parâmetro existe para tornar mais precisa e definida a mudança de comportamento.
Considerando que determinado escoamento se encontra no regime laminar, marque a alternativa que agrupa as características básicas deste regime.
I – Trajetória das partículas bem definidas;
II – Formação de camadas de diferentes velocidades;
III – Presença de intensa movimentação perpendicular ao sentido do escoamento;
IV – Presença de movimentos vorticosos e velocidade semelhante ao longo do perfil;
V – Movimentação suave, em geral, com líquidos de elevada viscosidade e/ou em baixas velocidades.
Escolha uma:
a. I, II e V. 
b. I, II, IV e V.
c. I, II, III, IV e V.
d. II, III e V.
e. I, II, III e V.
1 - Cada regime de escoamento possui comportamento hidrodinâmico característico, o qual deve ser levado em consideração no momento de definir as possibilidades de uso daquele escoamento. Um exemplo é possibilidade de utilizar da agitação característica do regime turbulento para dispersar alguma substância de interesse na corrente.
Em determinado trecho da tubulação de água tratada há a possibilidade de introduzir o equipamento que adicionará substância neutralizadora de pH. Você, engenheiro responsável, é consultado sobre a eficiência da dispersão da substância naquele ponto. Sabendo da importância do escoamento se encontrar em regime turbulento para que isso ocorra, você lhes aconselha a manter uma vazão mínima. Assim, qual será essa vazão mínima para que o escoamento atenda o critério, haja vista ser uma tubulação de 350 mm, escoando água (ρ - 1000 kg/m3 e μ - 10-3N.s/m²)?
Escolha uma:
a. 1,09.10-3 m³/s. 
b. 0,46 l/s.
c. 11,5 l/s.
d. 1,15.10-6 m³/s.
e. 4,62.10-3 m³/s.
ATIVIDADE APRENDIZAGEM U1S1
1 - O escoamento de fluidos no interior de tubulações possui características fluidodinâmicas condicionadas pela viscosidade e energia cinética presente neste. Isso pressupõe diferentes classificações do escoamento com respeito à forma que essas características se apresentam, como por exemplo, o regime de escoamento.
A determinação de categorias, ou melhor, regimes de escoamentos dessas correntes simplificou o domínio das características gerais destes. Os estudos determinantes para essa categorização se deram no século 19 e seus resultados perduram até os dias de hoje. Quais são os dois principais regimes de escoamento?
Escolha uma:
a. Rápido e lento.
b. Laminar e turbulento. 
c. Bidimensional e tridimensional.
d. Líquido e gasoso.
e. Rotacional e irrotacional.
2 - Um número adimensional relaciona diferentes parâmetros que influenciam determinado fenômeno. O número de Reynolds é um desses números adimensionais. Ele relaciona as forças viscosas com as forças inerciais, resultando em um valor numérico sem unidade (adimensional) que é utilizado para classificação de escoamentos.
Enunciado:Considerando a massa específica da água (ρ) de 1000 kg/m3 e viscosidade dinâmica (μ) 10-3 N.s/m2, qual será o valor do número de Reynolds e o regime que se enquadra um escoamento de água com velocidade de 1,5 m/s em uma tubulação de 10 cm de diâmetro. Escolha uma:
a. 150000 – regime turbulento 
b. 14700000 – regime turbulento
c. 147 – regime laminar
d. 14700000 – regime laminar
e. 14700 – regime turbulento
2 - A classificação dos regimes de escoamento implica no conhecimento das características básicas da corrente. Na prática, o fator utilizado para alteração deste parâmetro e consequentemente, das características fluidodinâmicas é a velocidade. Variável esta diretamente relacionada à vazão imposta à tubulação.
Para um escoamento de água (ρ - 1000 kg/m3 e μ - 10-3 N.s/m²) em tubulação de 350 mm, qual é a vazão máxima para que esse escoamento se enquadre no regime laminar e assim, mantenha as características adequadas ao uso que seu proprietário planeja para ele. Escolha uma:
a. 8 l/s.
b. 0,55 L/s. 
c. 5,8.10-3 m³/s.
d.  5,6.10-6 m³/s.
e. 0,008 m³/s.
ATIVIDADE DIAGNÓSTICA U1S2
1 - A classificação dos escoamentos em categorias (regimes) possibilita o conhecimento geral do comportamento da corrente de fluido. Como se sabe o parâmetro utilizado é o número de Reynolds, o qual relaciona as forças inerciais e viscosas do escoamento.
Com base na classificação dos escoamentos em regimes, analise as alternativas seguintes e marque aquela que descreve características do escoamento laminar. 
Escolha uma:
a. 2000 < Re > 4000 e prevalência de forças viscosas.
b. Re > 4000 e prevalência de forças inerciais.
c. 2000 < Re > 4000 ausência prevalência de uma só categoria de forças.
d. Re < 2000 e prevalência de forças viscosas. 
e. Re < 2000 e prevalência de forças inerciais.
2 - O ato de determinado fluido escoar implica no vencimento de forças de resistência. As transposições dessas forças causam dissipação de energia na forma de calor, as denominadas perdas de carga. Essas podem ser divididas em perda de carga localizada e perda de carga distribuída, dependendo de sua origem.
Analise as alternativas e assinale aquela que descreve uma categoria de perda de carga e sua correta descrição. Escolha uma:
a. Perda de carga distribuída – dissipação de energia ocorrida em curvas e válvulas.
b. Perda de carga localizada – dissipação de energia ocorrida em acessórios hidráulicos e outros acidentes internos. 
c. Perda de carga localizada – dissipação de energia causada pelo atrito do líquido com a parede da tubulação.
d. Perda de carga distribuída – perdas ocorridas nos acessórios hidráulicos.
 
e. Perda de carga distribuída – perda referente à transposição de acidentes internos à tubulação.
3 - As perdas de energia, ou seja, perdas de carga se dão no sentido do escoamento, pois se trata de dissipações de energia ocorridas durante a movimentação. As perdas de carga localizadas, diferente das perdas de carga distribuídas, acontecem de forma pontual, sempre em acidentes que interfiram na parte interna da tubulação.
Determine qual das alternativas a seguir demonstra a equação da perda de carga localizada que utiliza coeficiente de perda de carga.
Escolha uma:
a.  A = K x V²/2g
b. 
c. 
d. 
e. 
ATIVIDADE APRENDIZAGEM U1S2
1 - O regime de escoamento de determinada corrente líquida fornece as características gerais desta. Essas características determinam as forças predominantes durante o escoamento e consequentemente, a forma de se calcular as perdas de cargas.
Uma determinada tubulação conduz água tratada da estação de tratamento até o trocador de calor da indústria. O escoamento de água nas condições proporcionadas pela tubulação resulta em um regime turbulento. Analisando as alternativas seguintes, marque a alternativa que descreve o valor mínimo do número de Reynolds e a fórmula utilizada para cálculo da perda de carga distribuída.
Escolha uma:
a. 2000 e 
b. 2000 e 
c. 4000 e . 
d. 4000 e 
e. 2000 e 
2 - As perdas de cargas de determinado escoamento ocorrem pela necessidade de se transpor as forças de resistências, exercidas principalmente pelo atrito e por acidentes internos à tubulação. Elas podem ser divididasem perda de carga localizada e perda de carga distribuída.
Analise as alternativas seguintes e marque a aquela que descreve somente características da perda de carga localizada.
Escolha uma:
a. Perda de carga devido ao atrito viscoso e acessórios hidráulicos.
b. Perda de carga causada pelo atrito e válvulas de controle de vazão.
c. Perda de carga causada pelos acessórios hidráulicos instalados na tubulação. 
d. Perda de carga causada pela consideração da viscosidade.
e. Perda de carga devido ao atrito do líquido e a parede interna da tubulação linear.
3 - A perda de carga total de determinado trecho de tubulação é a soma de todas as perdas de energia presente neste. Seu valor final tem influência direta no dimensionamento de sistemas hidráulicos. Podendo contribuir para excessivos custos de instalação e manutenção destes sistemas.
Aplicando os conceitos e fórmulas de perda de carga, determine as perdas de carga totais e a representação, em porcentagem, das perdas de carga localizadas de uma tubulação com as seguintes características:
Q=12 l/s
Diâmetro= 10 cm
Comprimento= 32 m
Material= ferro fundido (ɛ= 0,0002591m)
Massa específica= 980 kg/m³
Viscosidade dinâmica da água 20°C – μ= 10-3 N.s/m²
Gravidade= 9,8 m/s²
Com uma válvula de gaveta (0,2) e um cotovelo de 90° raio longo (0,6).
Escolha uma:
a. 1,53 m/s e 2,6x10-3
b. 0,031 e 1,53 m/s
c. 1,53 m/s e 149.940
d. 1,28 m e 7,5% 
e. 1,53 m/s e 7,5%
ATIVIDADE DIAGNÓSTICA U1S3
1 - O comportamento fluidodinâmico das correntes líquidas quando em movimento no interior de tubulações pode viabilizar ou prejudicar o uso desta. Alguns escoamentos necessitam de movimentação suave para manutenção de determinado estado de seus constituintes. O escoamento de água floculada em estação de tratamento de água é um exemplo deste fato.
Com base em seus conhecimentos e no texto supracitado, marque a única alternativa verdadeira dentre as dispostas a seguir. Escolha uma:
a. O regime de escoamento laminar é o que possui maior agitação das partículas.
b. O parâmetro classificatório utilizado para determinar em qual regime o escoamento se encontra é o número de Froude.
c. O regime de escoamento turbulento possui movimentação suave e trajetórias das partículas bem definidas.
d. Os regimes de escoamento são três: laminar, permanente e turbulento.
e. O principal pesquisador da classificaç
2 - O regime de escoamento da corrente fluida influencia na dissipação de energia ocorrida durante sua movimentação. Essa redução de energia é denominada perda de carga. As perdas de carga podem ocorrer pelo atrito viscoso do líquido com a parede interna da tubulação linear e pelas perturbações pontuais ocasionadas pelos acessórios hidráulicos contidos no trecho.
Sabendo que o regime de escoamento interfere nas perdas de carga, marque a alternativa que apresenta a forma mais simplificada de obtenção do fator de atrito (f) empregado na fórmula universal de perda de carga distribuída, para um escoamento turbulento.
Escolha uma:
a. 
b. 
c. Diagrama de Moody 
d. 
e. 
3 - Um projetista deve levar em consideração todas as perdas de carga presentes no trecho da tubulação ao efetuar o dimensionamento de um sistema hidráulico. Esse fator tem muita importância na determinação da bomba e de outros equipamentos do sistema.
Com a necessidade de calcular as perdas de carga totais, somando as perdas distribuídas e localizadas, surgiu uma equação genérica que representa esse cálculo. Marque a alternativa que melhor representa a equação das perdas de carga totais.
Escolha uma:
a. 
b. 
c. 
d. 
e.  Delta HT=Delta H D+Σ Delta H L
ATIVIDADE APRENDIZAGEM U1S3
1 - O escoamento de líquidos em tubulação sob pressão possui algumas características fluidodinâmicas que estão relacionadas às características do líquido e do escoamento em si. As forças viscosas e forças cinéticas são exemplo destas características, sendo estas referentes ao líquido e ao escoamento, respectivamente.
O número de Reynolds (Re) é um número adimensional que relaciona as forças viscosas e inerciais. Adotado como parâmetro classificatório, este número é o fator utilizado para definir em qual regime de escoamento se encontra determinada corrente de líquido. Com base nisso e nas características dos escoamentos, analise as seguintes afirmações:
I – O regime laminar é objetivamente definido como escoamento de número de Re < 2000;
II – No regime laminar as partículas do líquido possuem trajetórias bem definida;
III – Entre os dois regimes de comportamento definido – laminar e turbulento – há um regime transitório;
IV – O regime turbulento possui número de Re > 2000;
V – A frente de escoamento do regime turbulento é parabólica.
Assinale a alternativa que agrupa todas as alternativas verdadeiras.
Escolha uma:
a.  I, II, III e IV.
b. Somente V.
c. I, II, III, IV e V.
d. I e II.
e. I, II e III. 
2 - O simples fato de escoar no interior de uma tubulação causa, intrinsecamente, uma redução da energia do escoamento. Esse é o princípio da perda de carga. Como se trata de um fator influenciado pelas características fluidodinâmicas, o regime do escoamento é um fator importante no momento do cálculo das perdas de carga. Principalmente pelo fato do regime de escoamento laminar haver predominância de forças viscosas e o regime turbulento, das forças inerciais.
O cálculo das perdas de carga distribuídas utiliza a mesma fórmula, apesar de diferentes formas de se obter o fator de atrito, coeficiente que transfere essa influência do regime. Com base nisso, marque a alternativa que descreve a equação do cálculo de perda de carga distribuída. Escolha uma:
a. 
b. 
c. 
d. 
Delta HD = f x L /D X V²/2g
3 - O dimensionamento de um sistema hidráulico deve contemplar as perdas de carga com a efetiva importância que lhe cabe, pois estas são responsáveis pela redução da energia disponível no líquido. Isso pode acarretar na elevação desnecessária da quantidade de energia que deverá ser transferida ao escoamento por meio de um conjunto motobomba, muita das vezes, inviabilizando o sistema.
Determine as perdas de carga totais de uma tubulação de ferro fundido (ɛ= 0,0002591m), 15 cm de diâmetro e 47 m de comprimento. Na qual há o escoamento de água (ρ= 1000 kg/m³ e μ= 10-3N.s/m²) com vazão de 18 l/s. A citada tubulação ainda possui uma válvula de gaveta (k= 0,2) e dois cotovelos de 90° raio longo (k= 0,6). Dados: gravidade= 9,8 m/s². Escolha uma:
a. 1,02 m/s.
b. 1,02 m.
c. 0,574 m. 
d. 1,5x105 m.
e. 5,75 m.
AVALIAÇÃO DA UNIDADE U1
1 - O escoamento é classificado como laminar quando as partículas movem-se ao longo de trajetórias bem definidas, em lâminas ou camadas, cada uma delas preservando sua identidade no meio. Neste tipo de escoamento, é preponderante a ação da viscosidade do fluido no sentido de amortecer a tendência de surgimento da turbulência. Em geral, este escoamento ocorre em baixas velocidades e/ou em fluidos muito viscosos (PORTO, 2006, p.3).
Analisando o texto supracitado e os conhecimentos adquiridos nesta unidade, marque a única alternativa verdadeira dentre as opções a seguir. Escolha uma:
a. O regime de escoamento laminar, em suma, representa o escoamento que líquidos com elevada velocidade média.
b. Na prática, a mudança de regime de escoamento se dá pela alteração da viscosidade do fluido.
c. O parâmetro utilizado para classificação dos regimes de escoamento é o número de Reynolds, sendo que para se enquadrar em regime laminar deve ter um valor inferior a 4000.
d. De forma resumida, o regime laminar é a categoria que reuni os escoamentos suaves, como baixas velocidades médias. 
e. O regime de escoamento laminar é o que possui maior agitação das partículas.
2 - Como na Hidráulica o líquido predominante é a água, cuja viscosidade é relativamente baixa, os escoamentos mais frequentes são classificados como turbulentos. Neste caso, as partículas do líquido movem-se em trajetórias irregulares, com movimento aleatório, produzindo uma transferência de quantidadede movimento entre regiões da massa líquida (PORTO, 2006, p.3).
Sabendo que o número de Reynolds é o parâmetro classificatório dos regimes de escoamento e o regime turbulento uma das possíveis categorias, analise as sentenças a seguir:
I – O número de Reynolds é um número adimensional que relaciona forças viscosas com forças inerciais.
II – Os valores do número de Reynolds que caracterizam o regime de escoamento turbulento são superiores a 4000.
III – Dentre as possíveis categorias de regime, o escoamento turbulento é a que possui predominância das forças inerciais.
IV – Por se tratar de um escoamento com trajetórias de partículas irregulares, ele é um regime de transição, com valores de número de Reynolds de 2000 a 4000.
V – O regime turbulento não apresenta um gradiente de velocidade muito bem definido, diferentemente do regime laminar.
Com base nestas sentenças supracitadas, marque a opção que agrupa todas as opções verdadeiras.
Escolha uma:
a. I, III e V.
b. II, III, e V.
c. I, II, III, IV e V.
d. I, II, III e IV.
e. I, II, III e V. 
3 - A aplicação da teoria de Bernoulli a dois pontos de um escoamento real, considerando a viscosidade e atrito, deve contemplar as reduções da energia presente neste líquido. Essas reduções são as chamadas perdas de carga, as quais acontecem pela necessidade de vencimento das formas de resistência.
As perdas de carga podem ser divididas em duas categorias: as perdas de carga distribuídas e perdas de carga localizadas.
Analise as sentenças seguintes e marque a alternativa que contempla todas as alternativas relacionadas à perda de carga distribuída.
I - Dissipações de energia ocorridas em acessórios pontuais;
II - Perdas de carga ocorridas ao longo dos trechos lineares de tubulação;
III - Perdas de carga referentes a qualquer equipamento que promova perturbações internas na tubulação;
IV - Perdas de carga ocorridas em trechos que não possuem acessórios hidráulicos;
V - Dissipação de energia que pode ser alterada com a retirada de equipamentos hidráulicos.
Escolha uma:
a. I, II, III, IV e V.
b. II, III, IV e V.
c. II e IV. 
d. II, IV e V.
e. I, II e III.
4 - As perdas de carga distribuídas podem ser obtidas a partir de diversas fórmulas, sendo que uma das principais é a fórmula universal . O fator de atrito (f) desta fórmula também pode ser obtido de diversas formas, porém, a mais simples delas é utilizando o diagrama de Moody.  
Moody agrupou em um mesmo diagrama o número de Reynolds -  (abscissa), rugosidade relativa -  (ordenada direita) e fator de atrito -  (ordenada esquerda). Analise as sentenças seguintes segundo a forma de utilização deste diagrama:
I - O primeiro passo é calcular  , para que possa então aplica-los no diagrama.
II - De posse da  , localizados no diagrama e traçar duas linhas que se interceptem.
III - A linha da rugosidade relativa deve acompanhar o sentido das linhas do diagrama, seguindo as mesmas inclinações.
IV - A linha do número de Reynolds deve ser uma reta perpendicular à abcissa.
V - Após a união das linhas, deve-se traçar uma reta no sentido da ordenada esquerda (fator de atrito), obtendo assim esse fator. 
Como base na forma correta de utilização do diagrama e as sentenças descritas acima, escolha a alternativa que contempla todas as verdadeiras.
Escolha uma:
a. II, III, IV e V.
b. I, II, III e V.
c. I, III, IV e V.
d. I, II, III, IV e V. 
e. I, II, III e IV.
5 - A perda de carga corresponde à parcela de energia mecânica do escoamento que é irreversivelmente convertida em energia térmica por efeito do atrito viscoso. Considera-se a perda de carga total como a soma de dois tipos diferentes de perda de carga, que são: distribuída e localizada (LIVI, 2004, p.93).
Sabendo disso, determine a perda de carga total de uma tubulação de ferro fundido (ɛ= 0,0002591m), 20 cm de diâmetro e 63 m de comprimento. Na qual há o escoamento de água (ρ= 1000 kg/m³ e μ= 10-3 N.s/m²) com vazão de 27 l/s. A citada tubulação ainda possui uma válvula de gaveta (k= 0,2).
Dados: gravidade= 9,8 m/s² ; Escolha uma:
a. 0,353 m. 
b. 0,47 cm.
c. 0,86 m/s.
d. 0,029 m.
ATIVIDADE DIAGNÓSTICA U2S1
1 - O tratamento de sistemas hidráulicos nos apresenta algumas necessidades que não se enquadram na lógica mais simples. Pode haver diversas razões para que se interligue tubulações de características – diâmetro, comprimento, rugosidade -, distintas. A essa junção de tubulações se dá o nome de associação, as quais podem ser em série ou em paralelo.
Com base na explanação supradescrita e em seus conhecimentos, analise as seguintes afirmações sobre associação de tubulações em série:
I – De forma simplificada, a associação de tubulações em série é a conexão de duas tubulações de características distintas de forma sequencial;
II – As perdas de carga de associações em série são as somatórias das perdas individuais de cada trecho;
III – A vazão total de uma associação de tubulações em série, assim como a perda de carga, é a somatória da vazão de cada trecho;
IV – O conduto equivalente de uma associação em série deve possuir o mesmo diâmetro, comprimento e rugosidade do sistema;
V – O conduto equivalente pode representar o sistema todo, simplificando as análises deste.
Marque a alternativa que apresenta todas as afirmações corretas.
Escolha uma:
a. I, II e IV, apenas.
b. I, III, IV e V, apenas.
c. I, II, III e V, apenas. 
d. I, II, III e IV, apenas.
e. I, III e IV, apenas.
2 - A associação de tubulações em paralelo se trata da junção de diferentes tubulações interligadas paralelamente. Há possibilidade de possuírem características – diâmetro, comprimento e rugosidade -, distintos. A simplificação do tratamento deste tipo de sistema, assim como na associação em série, ocorre com o dimensionamento de conduto equivalente.
Sabendo das características da associação em paralelo, analise as seguintes afirmações:
I – A vazão em associação de tubulações em paralelo é fracionada em todas as tubulações;
II – A distribuição da vazão nesse tipo de associação ocorre de forma inversamente proporcional à resistência oferecida ao escoamento;
III – A perda de carga da associação é igual à diferença entre as cotas piezométricas do início e final do trecho;
IV – As perdas de carga das tubulações que compõem a associação em paralelo são todas iguais entre si e iguais a perda de carga do sistema.
V – A vazão da associação em paralelo é igual a somatória das vazões de cada trecho desta.
Analisadas as afirmações, marque a alternativa que apresenta todas as afirmações verdadeiras. Escolha uma:
a. I, II, III, IV e V. 
b. II, IV e V, apenas.
c. I, II, III e IV, apenas.
d. I, II, III e V, apenas.
e. II, III, IV e V, apenas.
3 - Os condutos equivalentes são tubulações simplificadas, compostas por um tubo, dimensionadas para facilitar o tratamento analítico de sistemas hidráulicos. Esse conduto pode possuir características distintas das que possuem o sistema. O único critério que deve ser atendido é possuir perda de carga igual ao sistema, enquanto conduzir a mesma vazão que este.
Com base em seus conhecimentos sobre condutos equivalentes, considere um sistema de tubulações em série, composto por dois trechos. O primeiro deles possui diâmetro de 10” e comprimento de 170 m e o segundo, 8” e 220 m. Considere que os escoamentos de todos os trechos possuem fator de atrito (f) de 0,029. Assumindo que o conduto equivalente deste sistema deverá ter 8”, determine a o comprimento deste.
Escolha uma:
a. 1.611,2 m.
b. 16.112,2 m.
c. 320,4 m. 
d. 740,8 m.
e. 3.200 m.
ATIVIDADE APRENDIZAGEM U2S1
1 - A associação de tubulações pode ser uma técnica muito útil em determinados casos. Esta pode ser feita com duas configurações básicas: associação em série ou em paralelo. A primeira delas é a simples ligação de um segundo trecho linear de tubulação em sequência ao primeiro, aumentando a distância de condução. Já a segunda é a ligação de um trecho adicional, aumentando a capacidade de condução, pois é feito paralelamentea tubulação.
Sabendo das duas possibilidades de associação de tubulações, analise as alternativas seguintes:
I – A associação de tubulações em série faz com que a vazão total seja a mesma em toda a extensão do sistema;
II – A perda de carga na associação em série é a soma das perdas de carga de cada trecho;
III – A associação de tubulações em paralelo causa a divisão da vazão de forma inversamente proporcional à resistência oferecida em cada um dos trechos;
IV – As perdas de carga em determinada associação de tubulações em paralelo possui perdas iguais a qualquer um de seus trechos, pois todos têm a mesma perda.
V – A soma das perdas de carga de cada trecho de uma associação em paralelo resulta no valor das perdas de carga do sistema.
Marque a alternativa que apresenta todas as afirmações corretas.
Escolha uma:
a. I, II, III, e V, apenas.
b. I, II e III, apenas.
c. I, III, IV e V, apenas.
d. I, II, III e IV, apenas. 
e. I, II, III, IV e V.
2 - Com o intuito de simplificar as análises a respeito de uma associação ou até mesmo uma tubulação linear, podemos utilizar a técnica dos condutos equivalentes. O único critério a ser seguido na determinação do conduto equivalente é o fato de possuir perda de carga igual ao trecho que representará, quando escoando a mesma vazão deste.
Considere um sistema de tubulações em série, no qual o primeiro trecho possui diâmetro de 6” e comprimento de 120 m e o segundo, 8” e 170 m. Considere que os escoamentos de ambos os trechos possuem fator de atrito (f) de 0,03. Assumindo que o conduto equivalente deste sistema deverá ter 4”, determine o comprimento deste.
Escolha uma:
a. 23,5 m
b. 64,28 m
c. 6,43 m
d. 21,43 m 
e. 19,55 m
3 - O conduto equivalente pode ser uma tubulação de comprimento, diâmetro e rugosidade diferentes da tubulação do sistema, porém, deve atender o seguinte critério: possuir a mesma perda de carga que esse sistema, quando transportando a mesma vazão.
Imagine um sistema composto por três tubulações em paralelo, as quais possuem diâmetros de 0,2; 0,3 e 0,35 m e comprimentos de 35, 268 e 579 para os tubo 1, 2 e 3, respectivamente.Sabendo que o fator de atrito é o mesmo para todo o sistema (f = 0,028),determine o comprimento do conduto equivalente considerando que este tenha o mesmo fator de atrito do sistema (0,028) e diâmetro de 0,25 m.
Escolha uma:
a. 10,35 m. 
b. 0,018 m.
c. 103,5 m.
d. 18 m.
e. 180 m.
ATIVIDADE DIAGNÓSTICA U2S2
1 - A técnica de interligar vários reservatórios proporciona vazão suficiente no momento de pico, mesmo que a estação de tratamento não consiga tratar essa mesma vazão. Esse é o motivo da grande maioria dos sistemas de distribuição de água contar com vários reservatórios interligados. Eles são conhecidos como reservatórios de compensação justamente por essa funcionalidade.
Com base nessas características e em seus conhecimentos, analise as seguintes questões:
I – Os reservatórios de compensação fazem parte de uma malha de reservatórios interligados que auxiliam no fornecimento de água em momentos de pico;
II – O reservatório abastecedor é sempre o que se encontra em cota topográfica mais elevada;
III – Determinado reservatório de compensação somente fornece água em momentos que a vazão aumenta, pois isso faz com que a cota piezométrica da tomada de água se reduza a níveis abaixo de seu nível de água.
IV – Os reservatórios de compensação não recebem água do reservatório abastecedor, pois ele também fornece água ao sistema.
V – A prática de interligar reservatórios não é indicada para abastecimento de água tratada.
Após analisar as afirmações supracitadas, marque, dentre as alternativas seguintes, aquela que agrupa todas as verdadeiras.
Escolha uma:
a. I, II, III e IV, apenas.
b. II, III e V, apenas.
c. I, II, III, IV e V.
d. I, II e IV, apenas.
e. I, II e III, apenas. 
2 - As estações elevatórias são compostas por tubulação de sucção, conjunto motobomba e tubulação de recalque. A tubulação de sucção é o trecho inicial, fazendo o transporte da água desde o reservatório até o conjunto motobomba. Já a tubulação de recalque se encontra localizada após o conjunto motobomba, transportando a água deste até o destino final.
Sobre as tubulações presentes no conjunto elevatório, analise as seguintes afirmações:
I - O conjunto elevatório é composto, em geral, por duas medidas diferentes de tubulações.
II - A tubulação de recalque é a parte mais importante no momento do dimensionamento da unidade.
III - As perdas de carga que ocorrem na tubulação de sucção devem ser evitadas.
IV - O diâmetro da tubulação de recalque, em geral, é uma medida comercial maior que a tubulação de sucção.
V - A tubulação de sucção tem grande importância na redução da energia disponível na entrada da bomba, por isso se deve reduzir as perdas de carga neste trecho.
Com base em sua análise das afirmações anteriores, marque a alternativa que agrupa todas as verdadeiras.
Escolha uma:
a. I, II, III, IV e V.
b. I, II, III, e V, apenas. 
c. II, III, IV e V, apenas.
d. II, III e V, apenas.
e. I, II, IV e V, apenas.
3 - Para dimensionamentos preliminares ou pequenas estações elevatórias, podemos empregar equações simplificadas para determinar o diâmetro da tubulação de recalque. O objetivo final da aplicação destas equações é a obtenção do diâmetro econômico. Este diâmetro está relacionado com o custo mínimo anual da unidade.
Dentre as alternativas seguintes, marque aquela que apresenta os nomes das duas equações simplificadas utilizadas para o cálculo do diâmetro econômico. Escolha uma:
a. Equações de Bernoulli e ABNT 4626.
b. Equações de Bresse e NBR 5626. 
c. Equações de Bresse e NBR 4636.
d. Equações de Reynolds e Bernoulli.
e. Equações de Bernoulli e Bresse.
ATIVIDADE APRENDIZAGEM U2S2
1 - A interconexão de reservatórios é uma técnica muito empregada em sistemas de abastecimento urbano de água tratada. O motivo é a possibilidade de dimensionamento de sistemas mais eficientes, com estações de tratamento menores, pois não necessitarão atender a demanda de pico, momento em que os reservatórios de compensação também abastecerão o sistema.
Sabendo que os reservatórios de compensação contribuem no abastecimento nos momentos de maior demanda, marque a alternativa que apresenta a fórmula que melhor representa a equação empregada no cálculo da vazão nesses períodos.
Escolha uma:
a. 
b. 
c.  
d. 
e. 
2 - As estações elevatórias têm como função transferir energia a água, a fim de possibilitar o vencimento da diferença topográfica existente entre dois pontos. Elas são compostas por tubulações e conjunto motobomba, sendo que, possivelmente, o trecho de maior importância no momento do dimensionamento, seja a tubulação de recalque.
Com base na afirmação supracitada e em seus conhecimentos, faça o dimensionamento preliminar de uma adutora para as seguintes condições:
Q: 6 l/s;
Turno de trabalho: 24 h;
k em relação a situação econômica do país: 1,3.
Marque dentre as alternativas seguintes, aquela que apresenta o diâmetro correto da adutora.
Escolha uma:
a. 1,51 m.
b. 1,5 m.
c. 0,15 m.
d. 0,1 m. 
e. 1 m.
3 - Para dimensionamentos de pequenas unidades elevatórias, com reduzidos diâmetro de tubulação e necessidade de baixa potência, há métodos simplificados. Os dois principais métodos simplificados são a fórmula de Bresse e equação sugerida pela NBR 5626.
Com base nos critérios necessários a aplicação das fórmulas simplificadas de dimensionamento preliminar de tubulação de recalque, determine o diâmetro econômico da tubulação sob as seguintes condições:
Q= 11 l/s;
Turno de trabalho= 10 h/dia;
k em relação a situação econômica atual: 1,2
Marque a alternativa que apresenta o diâmetro econômico verdadeiro.
Escolha uma:
a. 0,5 m.
b. 0,10 m.
c. 0,13 m.
d. 0,11 m. 
e. 0,12 m.
ATIVIDADE DIAGNÓSTICA U2S3
1 - As perdas de carga de escoamentos em condutos sob pressão podem ser calculadas por diversas fórmulas. No entanto, há um ponto em comum entre elas: divisão em perdas distribuídase localizadas. A equação de Hazen-Williams, apesar de ser baseada em experimentos, também as dividiu nestas duas categorias, sendo as perdas de carga localizadas calculadas somente por comprimento equivalente.
Com base em seus conhecimentos e no trecho supracitado, analise as seguintes afirmações:
I – O cálculo realizado com a equação de Hazen-Williams trata somente das perdas de carga distribuídas, pois não possui acoplamento da equação de perda de carga localizada a partir do coeficiente k;
II – A equação de Hazen-Williams calcula a perda de carga unitária, resultando em unidade de m/m;
III – Existem diferentes fórmulas para se calcular as perdas de carga totais. Somente a equação Hazen-Williams, sem a necessidade de multiplicar pelo comprimento, já calcula essas perdas totais;
IV – Para obtenção das perdas de carga totais, deve-se multiplicar o valor resultante da equação de Hazen-Williams pelo comprimento total (comprimentos equivalentes de todos os acessórios e comprimento total de tubulação linear).
V – O valor resultante da equação de Hazen-Williams, as perdas de carga totais da tubulação.
Após analisar as afirmações, marque, dentre as alternativas a seguir, aquela que agrupa todas as verdadeiras.
Escolha uma:
a. I, II e IV, apenas.
b. II e IV, apenas. 
c. II, III, IV e V, apenas.
d. I, II, III, IV e V.
e. I, II, III e IV, apenas.
2 - As diferenças topográficas de alguns terrenos não possibilitam escoamentos por gravidade. Nessas situações há necessidade de se instalar estações elevatórias. Essas unidades têm como função a adição de energia ao escoamento, possibilitando a transposição dessa diferença geométrica.
Baseando-se neste trecho e em seus conhecimentos, analise as seguintes sentenças:
I – A tubulação de sucção, conjunto motobomba e tubulação de recalque são as partes que compõem a estação elevatória;
II – As estações elevatórias têm como função adicionar energia no líquido escoado;
III – A tubulação de sucção é a principal parte, sendo dimensionada antes das demais;
IV – A tubulação de sucção deve possuir diâmetro igual ou superior (mais indicado) a tubulação de recalque;
V – O conjunto motobomba condiciona o diâmetro das tubulações, pois é o responsável pela transferência de energia ao escoamento.
Dentre as alternativas seguintes, aquela que agrupa todas as afirmações verdadeiras.
Escolha uma:
a. I, III e IV, apenas.
b. I, II, III e IV, apenas.
c. II, IV e V, apenas.
d. I, II e IV, apenas. 
e. I, II e V, apenas.
3 - As perdas de carga totais podem ser calculadas pela seguinte equação; , onde  é a perda de carga unitária, calculada pela equação de Hazen-Williams e  é o comprimento total da tubulação, incluindo os comprimentos equivalentes dos acessórios.  
Conhecendo a equação de Hazen-Williams e a forma de se calcular as perdas de carga totais, determine-as para uma tubulação nas seguintes condições:
Vazão: 8 l/s;
Diâmetro: 15 cm;
Material da tubulação: PVC (C= 150).
Comprimento total: 82 m;
Marque a alternativa correta.
Escolha uma:
a. 1,1x10-2 m.
b. 0,11 m. 
c. 1,2x10-2 m.
d. 1,39x10-3 m/m.
e. 0,139 m.
ATIVIDADE APRENDIZAGEM U2S3
1 - A equação de Hazen-Williams foi desenvolvida para se calcular as perdas de carga de determinado trecho de forma mais prática, com base em dados experimentais. O comprimento total que deve ser multiplicado pelo valor obtido nesta equação deve ser calculado com a somatória de todos os comprimentos equivalentes, referentes aos acessórios hidráulicos e o comprimento linear.
Determinada tubulação de PVC, diâmetro de 10 cm e comprimento de 27 m possui uma válvula de gaveta e dois cotovelos de 90°. Sabendo que esta tubulação tem vazão de 8 l/s e utilizando Hazen-Williams, calcule a perda de carga total deste trecho e marque a alternativa que a representa corretamente. Escolha uma:
a. 0,36 m. 
b. 9,8x10-3 m.
c. 9,7x10-4 m.
d. 3,6 m.
e. 36,6 m.
2 - As estações elevatórias são unidades de transferência de energia ao líquido. Em geral, sua função é adicionar energia ao líquido para que este possa transpor diferenças geométricas situadas entre dois pontos do trajeto.
Com base neste trecho e em seus conhecimentos, analise as seguintes afirmações:
I – As estações elevatórias são compostas por três partes distintas: bomba, motor e válvula;
II – As estações elevatórias têm como objetivo principal reduzir a energia contida no líquido, pois demasiada energia pode danificar a tubulação;
III – O dimensionamento de estação elevatória deve ser iniciado pelo motor, pois ele será a parte mais importante da unidade;
IV – A tubulação de recalque deverá ser uma medida comercial maior que a tubulação de sucção;
V – O diâmetro econômico é a medida mais apropriada para a tubulação de recalque, sendo esse o primeiro fator a ser dimensionado.
Após essa análise, marque, dentre as alternativas seguintes, aquela que agrupa todas as afirmações verdadeiras.
Escolha uma:
a. I, apenas.
b. I e II, apenas.
c. I, II, III, IV e V.
d. II, III, IV e V, apenas.
e. V, apenas. 
3 - A perda de carga unitária é resultante da equação de Hazen-Williams. O significado deste resultado é quanto de energia reduz a cada metro de tubulação percorrida, por isso a unidade metro/metro.
Sabendo o que significa a unidade de perda de carga unitária, calcule quanto de energia será perdida a cada metro de tubulação nas seguintes condições:
Vazão: 6 l/s;
Diâmetro: 20 cm;
Material da tubulação: PVC (C= 150).
Marque a alternativa correta.
Escolha uma:
a. 1,9x10-4 m. 
b. 1,2x10-9 m.
c. 0,0018 m.
d. 0,0019 m.
e. 1,8x10-5 m.
AVALIAÇÃO DA UNIDADE U2
1 - O conduto equivalente é um único conduto utilizado para representar sistemas hidráulicos complexos. Ele pode ser de diâmetro, comprimento e rugosidade distintos do sistema de tubulações que substitui. Essa técnica é utilizada para simplificação das análises matemáticas realizadas nesse tipo de sistema.
Considere determinado sistema de tubulações em série, no qual um dos trechos possui diâmetro de 8” e comprimento de 110 m e outro, 6” e 150 m. Considere que os escoamentos de ambos os trechos possuem fator de atrito (f) de 0,03. Assumindo que o conduto equivalente deste sistema deverá ter 6”, determine seu comprimento.
Dados: 1”= 2,5 cm
Escolha uma:
a. 176,1 m. 
b. 76,1 m.
c. 1,761 m.
d. 28,7 m.
2 - O aproveitamento de tubos já utilizados e a ampliação de tubulações são condições facilmente resolvidas com os conceitos de associações de tubulações. Essas associações podem ser realizadas em serie ou em paralelo. A primeira delas é o simples acoplamento de outro trecho linear de tubulação em sequência, aumentando a distância de recalque. A segunda associação é a ligação de um ou mais trechos adicionais, elevando a capacidade de recalque, pois é realizada paralelamente a tubulação.
Conhecendo as possibilidades de associações de tubulações, analise as seguintes sentenças:
I – A associação de tubulações em paralelo faz com que a vazão em cada trecho seja a mesma;
II – A perda de carga na associação em paralelo é a soma das perdas de carga de cada trecho;
III – A associação de tubulações em série promove a divisão da vazão de forma inversamente proporcional à resistência oferecida em cada um dos trechos;
IV – As perdas de carga em determinada associação de tubulações em paralelo possui perdas iguais a qualquer um de seus trechos, pois todos têm a mesma diferença piezométrica.
V – A vazão total da associação em paralelo é a soma das vazões de cada um dos trechos de tubulação.
Dentre as alternativas a seguir, marque aquela que reuni todas as afirmações corretas.
Escolha uma:
a. I, II, III, e V, apenas.
b. I, II e IV, apenas.
c. I, II, IV e V, apenas.
d. IV e V, apenas. 
e. II e III, apenas.
3 - A determinação do diâmetro econômico da tubulação de recalque de determinada estação elevatória envolve aspectos financeiros de instalação e operação da unidade. No entanto, há equações simplificadas que podem ser empregadas no pré-dimensionamento da tubulação. Afórmula de Bresse é uma das mais utilizada para esse fim.
Sabendo que se pode aplicar a equação de Bresse para o dimensionamento preliminar da tubulação de recalque, determine o diâmetro econômico da tubulação sob as seguintes condições:
Q= 12 l/s;
Turno de trabalho= 24 h/dia;
k em relação a situação econômica atual: 1,3
Marque a alternativa que apresenta o diâmetro econômico mais próximo ao verdadeiro.
Escolha uma:
a. 0,17 m.
b. 0,8 m.
c. 0,15 m.
d. 0,16 m.
e. 0,14 m. 
4 - A equação de Hazen-Williams faz parte de uma das formas de se calcular as perdas de carga. Esta equação é baseada em resultados experimentais e seu resultado é a perda de carga unitária. De forma prática, o que expressa essa fórmula é quanto de energia o escoamento perde ao percorrer um metro linear de tubulação.
Calcule a perda de energia por metro de tubulação nas seguintes condições:
Vazão: 8 l/s;
Diâmetro: 15 cm;
Material da tubulação: PVC (C= 150).
Marque a alternativa correta.
Escolha uma:
a. 0,13 m.
b. 1,81x10-3 m.
c. 1,37x10-3 m. 
d. 0,0014 m.
5 - O valor da perda de carga unitária multiplicado pelo comprimento total da tubulação resulta no valor das perdas de carga totais, incluindo perdas distribuídas e localizadas. No entanto, para que esse valor seja referente às perdas totais, devem estar inclusos todos os comprimentos equivalentes dos acessórios hidráulicos presentes na tubulação.
Determinada tubulação de PVC, diâmetro de 15 cm e comprimento de 64 m possui uma válvula de gaveta (Le: 1,2) e quatro cotovelos de 90° (Le: 5,4). Calcule, utilizando Hazen-Williams, as perdas de carga totais desta, sabendo que ela conduz a vazão de 11 l/s. Marque, dentre as alternativas a seguir, aquela que mais se aproxima do valor obtido.
Escolha uma:
a. 2,46x10-3 m.
b. 86,8 m.
c. 0,246 m.
d. 9,8x10-3 m.
e. 0,21 m.