Aula 1 e 2

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HIDRÁULICA
Curso – Engenharia Civil
Profª Esp. Eng. Civil Geny da Silva Bezerra
Boa Vista – 2017/1
Plano de Ensino
EMENTA:
 Tópicos de Hidrostática e Hidrodinâmica.
 Caracterização de descargas para elevação e
abastecimento hídrico.
 Estudo de condutos forçados.
 Estudo de condutos livres.
 Estudo de máquinas elevadoras de água.
 Introdução à hidrologia.
Plano de Ensino
BIBLIOGRAFIA BÁSICA:
 Houghtalen, R. J., Hwang N H C, Akan, A.O. Engenharia
Hidráulica. São Paulo: Pearson, 2012
 BAPTISTA, Marcio, LARA, Marcia. Fundamentos de
Engenharia Hidráulica 3 ed, Belo Horizonte:
 UFMG, 2010
 Azevedo Netto, J. M. et al..Manual de Hidráulica. São Paulo:
Edgard Blucher, 1999
Método Avaliativo
 Atividades (Listas de exercícios; seminários;
relatórios de campo; trabalhos extras; entre outros.)
 Avaliação Final (Individual)
 Aprovação: AV1+AV2/2= 6,0pts
Conceitos Fundamentais
Hidráulica
É a ciência que estuda a condução da água.
ETMOLOGIA 
Hydros = Água
Grego
Aulos = Condução
• Conceito: 
• Ramo da engenharia que estuda a condução da água, seja através de 
tubulações fechadas, seja via condutos abertos, denominados também 
de canais.
• Divisão:
• Geral ou teórica : estuda a água em repouso e em movimento, isto é, a 
hidrostática e a hidrodinâmica;
• Aplicada ou hidrotécnica: estuda as aplicações práticas.
• Aplicações:
• Abastecimento de água potável – adutoras, aquedutos, redes, etc.;
• Esgotamento sanitário: coletores, interceptores, emissários, etc.;
• Instalações prediais: água fria, água quente, pluviais, esgoto sanitário, 
incêndio.
CONSIDERAÇÕES GERAIS
Divisões da Hidráulica
Hidráulica Teórica
Hidráulica Aplicada
Hidrocinemática
Hidrostática
Hidrodinâmica
Velocidades e trajetórias das partículas
Líquidos em repouso
Líquidos em movimento e forças envolvidas
Hidráulica Urbana
Sistema de Abastecimento de Água
Sistema de Esgotamento Sanitário
Sistema de Drenagem Urbana
Hidráulica Rural ou Agrícola
Irrigação 
Drenagem Agrícola
Hidráulica Fluvial Rios e Canais
Hidráulica Marítima Portos e Obras Marítimas
Instalações Prediais, Industriais e Hidrelétricas
Meio Ambiente
Preservação dos Habitats Aquáticos
Dispersão de Poluentes
Erosão, entre outros
Conceito mais Abrangente
• Hidráulica é a área da engenharia que aplica os
conceitos de Mecânica dos Fluidos na resolução de
problemas ligados à:
• CAPTAÇÃO;
• ARMAZENAMENTO;
• CONTROLE;
• USO DA ÁGUA. Hidráulica
Agricultura
Energia
Indústria
Saneamento
Aspectos Históricos
• A Hidráulica esteve presente ao longo de
praticamente toda a história da humanidade.
• Disponibilidade variável no tempo e no espaço.
• Necessidade de compatibilizar  Oferta X Demanda
 transportando de locais onde está disponível para
locais onde é necessária.
Aspectos Históricos
• Primeiros pensamentos efetivamente científicos 
relativos à Hidráulica GREGOS
Século III a.C ARQUIMEDES
Princípios da Hidrostática e
Equilíbrio dos Corpos Flutuantes
Aspectos Históricos
• ROMANOS Postura diferente da dos Gregos.
Dão mais enfoque à construção do que à 
criação intelectual
Empreendimentos de Engenharia
CONSTRUÇÃO DE 
DIVERSOS
AQUEDUTOS:
Em Roma: 11 aquedutos
Vazão: 4000 L/s 
~ 345 L/hab dia 
Aspectos Históricos
• Idade Média
• Renascimento (Séc. XVI)
• Séc. XVII 
Não foram observados grandes avanços 
para a Engenharia Hidráulica
• Leonardo da Vince 
Escola Italiana;
• Conservação da Massa,
influência atrito no
escoamento, velocidade
de propagação das
ondas.
Contribuições de matemáticos e físicos  Surge 
a Hidrodinâmica: Newton, Euler, Pascal, Boyle, 
Leibnitz, Bernoulli
Aspectos Históricos
• Século XVIII
• Séc. XIX 
• Séc. XX 
Grandes progressos da Hidráulica, com base na 
experimentação  França e Itália (Pitot, Chézy, 
Venturi)
Hidráulicos Práticos  Introdução dos conceitos de 
velocidade e turbulência  Reynolds, Hazen e Poiseuille, 
Bresse, Weisbach e Darcy  PERDA DE CARGA
Atualmente com o advento da INFORMÁTICA é 
possível modelar os escoamentos com os 
MÉTODOS NUMÉRICOS E COMPUTACIONAIS.
Mecânica dos Fluidos  Karman, Nikuradse, 
Moody, Colebrook, etc.
Introdução
•Mecânica dos fluidos é a ciência que
tem por objetivo o estudo do
comportamento físico dos fluidos e das
leis que regem este comportamento.
Referências adicionais:
Alfabeto Grego
Unidades de Medidas
Unidades de Medidas
Unidades de Medidas
Unidades de Medidas
Propriedades dos Fluidos
• Massa Específica (ou densidade absoluta)
• É a relação entre a massa da porção do fluido e o seu volume
Características:
• Varia com a pressão e temperatura.
Unidades:
• SI - kg/m3
1,0g/cm3 = 1kg/l = 1.000kg/m3
v
m

v
m
µ
ou
Massas específicas de alguns fluidos:
Fluido  (Kg/m3)
Água destilada a 4 oC 1000
Água do mar a 15 oC 1022 a 1030
Ar atmosférico à pressão
atmosférica e 0 oC
1,29
Ar atmosférico à pressão
atmosférica e 15,6 oC
1,22
Mercúrio 13590 a 13650
Petróleo 880
Propriedades dos Fluidos
• Densidade Relativa
• É a relação entre o peso específico de uma substância e o peso de uma
outra tomada como referência. Para os líquidos, a água é o fluido tomado
como referência.
• Características:
dr
g
g
s
agua
s
agua
s
agua
 








 ³/6,13
³/0,1:
cmgdr
cmgdr
Hg
agua


Propriedades dos Fluidos
• Peso Específico 
• É a relação entre o peso de uma certa porção de fluido e o seu volume. 
• Unidades:
• S I: N/m3 
• água: 1000kgf/m
3 = 10000 N/m3 
v
m

Pressões: Mecânica, Hidrostática, Atmosférica e Absoluta. 
Empuxo
Hidrostática
Pressão Mecânica
É a razão entre a força aplicada e a área de aplicação da mesma.
P =
F
A
A pressão é:
• Diretamente proporcional à força;
• Inversamente proporcional à área de 
aplicação.
Unidade:
SI – N/m² ou Pa
2
1
1
m
N
Pa 
hgdP
A
ghAd
A
gvd
A
gm
A
F
P ..
)...()..(.

Pressão Hidrostática
Ph = μ . g . h
h
A pressão varia linearmente com:
• massa específica do fluido;
• aceleração gravitacional;
• profundidade.
Pressão exercida por um fluido sobre pontos em seu interior.
Obs.:Fluido engloba líquidos e gases.
Cuidado!
A pressão hidrostática não depende do volume de líquido e sim da 
profundidade.
Como todos os recipientes acima possuem o mesmo nível do 
mesmo líquido então a pressão que o líquido exerce sobre o 
fundo do recipiente é a mesma para todos.
Pressão Atmosférica
A atmosfera terrestre é
composta por vários gases
que exercem pressão sobre
a superfície da Terra. O
físico italiano Evangelista
Torricelli (1608-1647)
idealizou uma experiência
para determinar a pressão
atmosférica em relação ao
nível do mar.
Unidades
Massa específica (μ): kg/m³
Aceleração gravitacional (g): m/s²
Profundidade (h): m
g/cm³ kg/m³
x 1000
÷ 1000
m cm
x 100
÷ 100
Outras unidades
Patm = 1 atm
= 76 cmHg
= 1 x 105 N/m²
Pascal (Pa) = N/m²
Obs.: A pressão atmosférica diminui com a atitude.
Pressão Total ou Absoluta
É a soma algébrica da pressão 
hidrostática com a pressão 
atmosférica local.
h
Pressão Atmosférica
PT = Ph + Patm
Teorema de Stevin
Δh
A diferença de pressão entre dois pontos no interior de um
líquido é diretamente proporcional ao desnível vertical entre eles,
em relação à superfície livre de um líquido.
ΔP = μ . g . Δh
Pontos em um mesmo nível sofrem a 
mesma pressão.MEDIDORES DE PRESSÃO
BARÔMETRO DE MERCÚRIO:
Pela sua forma, já podemos
concluir que só mede a
pressão atmosférica
BARÔMETRO ANERÓIDE: Mede apenas a
pressão atmosférica. É menos preciso que o
Barômetro.
É constituído de uma cápsula fechada- que não
permite a entrada de ar no seu interior-
contendo um diafragma metálico flexível e uma
mola.
MANÔMETRO DE BOURDON : mede pressões efetivas. É
um dos medidores de pressão mais utilizados.
Seu funcionamento consiste em uma escala circular
sobre a qual gira um ponteiro indicador ligado a um jogo
de engrenagens e alavancas, sob efeito externo, do ar
atmosférico e interno, da pressão a ser medida.
PIEZÔMETROS: Consiste de um tubo de vidro, vazio e
com escala de comprimento. Quando conectado a um
duto ou um reservatório, o próprio fluido que se
encontra no duto ou reservatório é que vai indicar a
leitura piezométrica. Este equipamento tem várias
limitações como:
• só pode ser usado quando já se sabe que a pressão
a ser medida é uma pressão efetiva positiva;
• só pode ser conectado a líquidos;
• não pode ser usado para pressões efetivas muito grandes, pois
o líquido pode transbordar no tubo.
Medir pressão da água no interior do solo
Líquidos Imiscíveis
Líquidos imiscíveis,
pela ação da gravidade,
posicionam-se de tal
forma que o mais denso
ocupa sempre a posição
mais inferior em relação
aos menos densos.
São líquidos que não se misturam devido à natureza 
de suas moléculas (polar ou apolar).
Vasos comunicantes
Quando se tem um único
líquido em equilíbrio contido
no recipiente, conclui-se que:
a altura alcançada por esse
líquido em equilíbrio, em
diversos vasos comunicantes
é a mesma. Qualquer que
seja a forma de seção do
ramo. E para todos os pontos
do líquido que estão na
mesma altura obtêm-se
também a mesma pressão.
Tubos em U
Quando dois líquidos imiscíveis
são colocados num mesmo
recipiente, eles se dispõem de
modo que o líquido de maior
densidade ocupe a parte de
baixo e o de menor densidade a
parte de cima . A superfície de
separação entre eles é
horizontal.
μA . hA = μB . hB
Tubo aberto
Δh
Patm
PG = PH + Patm
PG = μ.g.h + Patm
Uma variação de pressão num ponto no interior de um líquido
homogêneo e em equilíbrio se transmite integralmente a todos os
pontos do líquido. É utilizado na prensa hidráulica.
2
2
1
1
A
F
A
F

P1 = P2 , logo F1/A1 = F2/A2 , e F1/F2 = A1/A2
Transmissão Hidráulica de Pressão
Em um transmissor hidráulico de pressão, ocorre um aumento 
de pressão. 
Ao aplicar-se uma pressão P1 na superfície do
êmbolo A1, uma força F atua sobre o êmbolo de menor
diâmetro, agindo assim sobre a superfície A2. Com isso, a
pressão P2 será maior que a pressão P1 . 2211
21
APAP
FF


Princípio de Arquimedes
• Quando um corpo está total ou parcialmente
imerso em um fluido em equilíbrio, este
exerce sobre o corpo uma força, denominada
EMPUXO, que tem as seguintes
características:
1ª: Sentido oposto ao peso do corpo ;
2ª: Intensidade. Dada por:
E = PF onde PF é o peso do fluido deslocado.
Quando mergulhamos um corpo em um líquido, notamos
que o seu peso aparente diminui. Esse fato se deve à
existência de uma força vertical de baixo para cima,
exercida pelo líquido sobre o corpo, à qual damos o
nome de empuxo.
LIQPE 
gVdE LIQLIQ
LIQ= Líquido deslocado
= Volume do líquido descolado
= Densidade do líquido
LIQVLIQd
PE 
PE 
PE 