16112017 47075375 lista exercicios 5 orificios, bocais e vertedores 2017 2

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FACULDADE DE ENGENHARIA E ARQUITETURA 
Curso de Engenharia Civil 
Hidráulica II - Semestre: 2017-1 
Profa. Dra. Simone Fiori 
Lista de Exercícios 5 - Orifícios, bocais e vertedores 
 
1) Um orifício lateral de um grande tanque, como o da figura abaixo, descarrega água na atmosfera. 
Sua seção é circular de 50 mm de diâmetro. Mantêm-se o Nível d'água no reservatório a 3,80 m 
acima do centro de gravidade do jato d´água. Calcular: a) a descarga líquida; b) a perda de carga 
na saída da água. 
 
2) Determinar o tempo necessário para o esvaziamento total de um reservatório prismático que 
possui sua área interna de 193m² em planta, e escoa através de um orifício pequeno localizado 
no fundo do reservatório (embaixo). O orifício possui 13100cm² de área de seção transversal, 
estando a superfície livre da água, inicialmente, 4m acima do centro de gravidade do orifício 
(Sem supressão da contração da veia líquida). 
3) Para o orifício retangular, indicado na Figura, calcular a vazão da água. A figura está apresentada 
em vista frontal. 
 
 
4) Determinar: a) a vazão em L/s do orifício apresentado no reservatório abaixo, considerando 
inicialmente o nível d´água constante; b) calcular o tempo que levaria para o nível da água no 
reservatório diminuir em 142 cm. 
 
 
5) Sob que carga hidráulica se dará a vazão de 11,7 L/s, através de um orifício com 50 mm de 
diâmetro localizado no fundo de um reservatório de água? 
6) Em uma parede com inclinação de 80° para montante, existe um orifício retangular com 80 cm de 
base e 20 cm de altura. O bordo superior do orifício está 2,45m abaixo da superfície livre, 
mantida constante. Determinar a vazão da água. 
 
 
7) Em uma Estação de Tratamento de Água (ETA), há 2 decantadores de 6 m x 18 m de seção 
horizontal (em planta), em cada um. A superfície livre da água máxima está a 4,03 m do fundo. 
Para a manutenção, há, em cada decantador, uma comporta quadrada de 29 cm de lado, na 
parede junto ao fundo do decantador, conforme figura abaixo. Determinar: 
a) a vazão inicial através do orifício referente à cada comporta; 
b) o tempo necessário para o esvaziamento total de cada decantador. 
 
 
8) De um tanque cilíndrico, com 1,35 m de diâmetro útil, escoa um óleo por um orifício de 83 mm de 
diâmetro, e, neste caso, o coeficiente de descarga estimado é Cd = 0,78. Determinar o tempo 
necessário para que o nível de óleo desça de 2 m para 1,3 m, acima do CG do orifício. 
9) Deseja-se a vazão de 3,5 L/s em um bocal externo com 20 mm de diâmetro, tendo o bocal 
concordância arredondada. Calcular a carga hidráulica da água no bocal para a referida vazão. 
10) Deseja-se a vazão de 6,23 L de água por segundo em um bocal com 40 mm de diâmetro, sendo 
o bocal padrão. Calcular: a carga hidráulica do bocal, a velocidade de escoamento e a perda de 
carga do bocal. 
11) Em um orifício foi adaptado um bocal cilíndrico externo com diâmetro interno de 15mm e 
comprimento de 4cm. Calcular a descarga quando a carga hidráulica é mantida a 4,0m. 
 
 
12) Um bocal padrão, de diâmetro d1, à profundidade h1 = 2,8 m, fornece a vazão de 7,6 L/s. 
Supondo constantes o nível de água e a vazão, adota-se outro bocal cilíndrico longo, cujo 
diâmetro é 25% menor que o do anterior e que está à profundidade h2. Achar os valores de h2, 
d1 e d2. 
13) Um bocal cônico convergente, de 20 mm de diâmetro (na saída), tem a vazão de 2,04 L/s sob a 
carga de 7,8 m. Calcular o coeficiente Cd e o ângulo α de convergência do bocal. 
14) A água escoa pelo bocal indicado na figura. Calcular o diâmetro do orifício indicado para que a 
água no segundo tanque não transborde. Considerar que o bocal é cilíndrico, longo, de área 
transversal útil =100 cm² . 
 
 
15) Um bocal padrão, de área interna igual a 2 cm², produz um jato de água com velocidade de 5m/s. 
Nestas condições determinar: a) A carga hidráulica do bocal; b) A vazão de escoamento; c) A 
perda de carga no bocal. 
16) Calcular a vazão de escoamento em um vertedor retangular sem contrações nas laterais, e altura 
da lâmina d´água (y) medida à montante do vertedor de 1,40 m. O vertedor possui soleira de 5,6 
m e profundidade p de 1,0 m. Calcular através de todas as fórmulas apresentadas em aula para 
comparação. Calcular a vazão de descarga por: a) Du buat; b) Francis; c) Bazin; d) SSEA; e) 
Rehbock. 
17) Calcular a vazão de escoamento do vertedor triangular de ângulo 90º que possui soleira 20 cm, 
altura de carga 40 cm e profundidade 2,40 m. 
18) Em um vertedor trapezoidal, tem-se a soleira 1,85 m, vazão de escoamento 912 L/s, carga 
hidráulica 40 cm e Cd = 0,6. Calcular pela fórmula de Gourley e Crimp o ângulo de inclinação α. 
19) Em um vertedor retangular com duas contrações nas laterais, o valor da carga hidráulica não 
poderá ultrapassar 20 cm. Determinar o valor mínimo da soleira L para este vertedor.