Hidraulica 7

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1° Semana
Para o sistema abaixo calcule a perda de carga total no sistema. O sistema abaixo transporta uma vazão Q = 1,0 l/s, e o diâmetro da instalação e o diâmetro da instalação é 50mm. Utilizar a fórmula de Hazen Williams (C = 140)
O comprimento equivalente das peças para diâmetro de 50mm são :
- Entrada de borda = 0,30m
- Cotovelo = 0,80m
- A cota do NA (Nível de Água) = 2,00m 
Dados A = 1,20 m
           B = 2,50 m
           C = 0,30 m
           D = 1,00 m
	Perda de Carga Total = 0,053m
Em uma instalação hidráulica de diâmetro interno igual a 100mm, escoa água fria a uma vazão de 15 l/s. Determine a perda de carga unitária (a cada metro da instalação) neste trecho. Adotar o Coeficiente de Hazzen-Willians = 140
	
	J = 0,0356 m/m
Calcular a perda de carga total, através da fórmula universal da perda de carga em uma canalização horizontal de PVC e circular de 800 m de comprimento e 100 mm de diâmetro na qual escoa água a uma velocidade média de 1,0 m/s. Dados g = 10 m²/s e f = 0,050.
	
	
	Perda de Carga Total = 20,00m
Calcular a perda de carga, através da fórmula universal da perda de carga em uma canalização horizontal de PVC e circular de 12.000 m de comprimento e 150 mm de diâmetro na qual escoa água a uma velocidade média de 5,0 cm/s. Dados g = 10 m²/s e f = 0,050.
	
	
	Perda de Carga Total = 0,51m
Considerando uma instalação hidráulica composta por dois cotovelo, um tê de passagem direta e 60 m de tubulação. Sabendo que o diâmetro da instalação é de 60 mm, o coeficiente de Hazzen-Willians é igual a 140, o comprimento equivalente do cotovelo para o diâmetro de 60 mm é igual a 5,2m e o comprimento equivalente para o tê de passagem direta de 60 mm é igual a 6,0m. Para uma vazão de 6 l/s, determine a perda de carga total na instalação.
	
	
	Perda de Carga = 6,02m
 Considerando uma instalação hidráulica composta por um cotovelo, dois tê de passagem direta e 40 m de tubulação. Sabendo que o diâmetro da instalação é de 50 mm, o valor de f = 0,049, o comprimento equivalente do cotovelo para o diâmetro de 50 mm é igual a 1,7m e o comprimento equivalente para o tê de passagem direta de 50 mm é igual a 1,10m. Para uma vazão de 4 l/s, determine a perda de carga nesta instalação. 
Perda de Carga = 9,12m 
Para o sistema abaixo responda a questão a seguir. O sistema abaixo transporta uma vazão Q = 0,7 l/s, e o diâmetro da instalação e o diâmetro da instalação é 25mm.  O comprimento equivalente das peças para diâmetro de 25mm são : - Entrada de borda = 0,30m (Conexão que interliga á saída da água no reservatório com o início da tubulação). - Cotovelo = 0,80m (curva) - A cota do NA (Nível de Água) = 4,00m - Adotar o valor f = 0,049 Dados  Comprimento Trecho AB = 2,20 m Comprimento Trecho BC = 2,50 m Comprimento Trecho CD = 1,30 m Comprimento Trecho DE = 1,90 m Comprimento Trecho EF = 2,50 m Comprimento Trecho FG = 0,10m
Perda de Carga = 3,00m
Calcular a perda de carga, através da fórrmula universal da perda de carga em uma canalização horizontal de material f=0,045 de seção circular e com comprimento igual a L=8000m e diâmetro de D=150mm no qual escoa com uma velocidade media igual a V=15cm/s. Dado: aceleração da gravidade g=9,8m/s^2 
	
	
	Perda de Carga = 2,75m
2° Semana
Para o sistema representado na figura, determine, com base nos valores apresentados abaixo, a pressão disponível no ponto A. Em seguida, marque a alternativa que contém a resposta correta.
Cota do Nível d´água = 740,00m
Cota do Terreno no ponto A = 727,00m
Cota do Terreno no ponto B = 725,00m
Cota do Terreno no ponto C = 724,00m
Cota do Terreno no ponto D = 723,00m
Cota do Terreno no ponto E = 722,00m
 Consumo no ponto A = 2,00 l/s
Consumo no ponto B = 2,30 l/s
Consumo no ponto C = 2,50 l/s
Consumo no ponto D = 1,70 l/s
Consumo no ponto E = 1,30 l/s
Comprimento do Trecho Reservatório até o ponto A = 250 metros
Comprimento do Trecho do ponto A até o ponto B = 200 metros
Comprimento do Trecho do ponto B até o ponto C = 150 metros
Comprimento do Trecho do ponto C até o ponto D = 120 metros
Comprimento do trecho do ponto C até o ponto E = 170 metros
Coeficiente de Hazzen-Willians = 140
Diâmetro do trecho do Reservatório do Ponto A = 150mm
	 
	
	
	Pressão disponível = 12,43 mca
Sabendo que a vazão de água no trecho do Reservatório até o ponto A, é de 12 l/s, com uma extensão de 300 metros. O trecho entre os pontos A e B tem uma vazão de 8 l/s e uma extensão de 250 metros. Sabendo que a Cota do nível d´água no reservatório é correspondente a 340,00 metros, que a Cota Piezométrica no ponto A é igual a 332,93, diâmetro do trecho AB é de 75 mm,  que a cota do terreno no ponto B é igual a 320 metros e o coeficiente de Hazzen Willians Willians (C) = 140.  Determine o diâmetro do Trecho do Reservatório até o ponto A
	
	
	
	D  = 100mm
Qual das alternativas abaixo é verdadeira
	
	Velocidade de escoamento é relação entre a vazão pelo diâmetro
Qual das alternativas abaixo é verdadeira
	
	
	 Perda de carga no trecho é igual à diferença da Cota Piezométrica  Montante e Cota Piezométrica Jusante
Sabendo que a vazão de água no trecho do Reservatório até o ponto A, é de 12 l/s, com uma extensão de 300 metros. O trecho entre os pontos A e B tem uma vazão de 8 l/s e uma extensão de 250 metros. Sabendo que a Cota do nível d´água no reservatório é correspondente a 340,00 metros, que a Cota Piezométrica no ponto A é igual a 332,93, diâmetro do trecho AB é de 75 mm,  que a cota do terreno no ponto B é igual a 320 metros e o coeficiente de Hazzen Willians Willians (C) = 140. Determine a pressão disponível no ponto B.
Pressão disponível = 1,64 mca
Determine a vazão para uma adutora de diâmetro igual a D = 300mm e extensão igual a L = 750,00m de extensão, sendo a sua origem em um reservatório de abastecimento com o Nível d´Água NA = 364,00m. O ponto final da adutora está localizado na cota 350,00m e tem uma pressão disponível neste ponto igual a 12,0 mca (metros de coluna de água). Adotar o Coeficiente de Hazzen Willians (C) = 120. 
 Q = 57,14 l/s
Sabendo que a vazão de água no trecho do Reservatório até o ponto A, é de 6 l/s, com uma extensão de 170 metros. O trecho entre os pontos A eB tem uma vazão de 3 l/s e uma extensão de 270 metros. Sabendo que a Cota do nível de água do reservatório é 180 m e a Cota Piezométrica no ponto A é igual a 175,48. O diâmetro do trecho entre o ponto A e o ponto B é igual a 50mm. Adotar o coeficiente de Hazzen Willians Willians (C) = 140.  Qual é o valor da perda de carga unitária do trecho entre os pontos A e B ?
	
	
	J  = 0,053m/m
	
	
	
Para o sistema representado na figura, a seguir, seguem as seguintes informações:
Cota do NA = 450,00 m
Cota do Terreno ponto A = 429,00 m
Q1 = 3 l/s
Q2 = 2 l/s
Q3 = 2 l/s
Comprimento (Reservatório – A) = 800m
Comprimento (A – B) = 600m
Comprimento (B – C) = 400m
Coeficiente de Hazen Williams = 140
Sendo o diâmetro entre os pontos A e B igual a 100 mm, determine é o valor da perda de carga total para o trecho entre A e B. Em seguida, marque a alternativa que apresenta a resposta correta.
	
	
	Perda de carga  = 1,85 m
Para o sistema representado na figura acima, dados os valores relacionados abaixo, determine o diâmetro do trecho A B. Em seguida, marque a alternativa que contém a resposta correta.
 
Cota do Nível d´água = 740,00m
Cota do Terreno no ponto A = 727,00m
Cota do Terreno no ponto B = 725,00m
Cota do Terreno no ponto C = 724,00m
Cota do Terreno no ponto D = 723,00m
Cota do Terreno no ponto E = 722,00m
 
Consumo no ponto A = 2,00 l/s
Consumo no ponto B = 2,30 l/s
Consumo no ponto C = 2,50 l/s
Consumo no ponto D = 1,70 l/s
Consumo no ponto E = 1,30 l/s
Comprimento do Trecho Reservatório até o ponto A = 250 metros
Comprimento do Trecho do ponto A até o ponto B = 200 metros
Comprimento do Trecho do ponto B até o ponto C = 150 metros
Comprimento do Trecho do ponto C até o ponto D = 120 metros
Comprimento do trecho do ponto C até o ponto E = 170 metros
 Coeficiente de Hazzen-Willians = 140
 Cota Piezométrica no Ponto A = 738,00m
Cota Piezométrica no Ponto B = 729,37m
	
	
D = 75mm
3° Semana
Marque a alternativa verdadeira em relação ao gráfico apresentado na figura, a seguir.
	
	A vazão de funcionamento do sistema é aproximadamente igual a 3.000 l/min.
Um sistema de bombeamento funciona com uma vazão igual a Q = 54 l/s e com uma altura manométrica igual a 25 metros. Considerando o rendimento do mesmo seja de 65%, qual é a potência da Bomba para este sistema?
	
	Potência = 20.770 W
Marque a alternativa verdadeira em relação ao gráfico apresentado na figura, a seguir:
O ponto de cruzamento entre a curva do sistema e a curva da bomba, representa a vazão e a altura manométrica que este sistema irá funcionar.  
Um sistema de bombeamento tem uma potência igual a 3,2 kw. Considerando o rendimento do mesmo seja de 70% e a vazão do mesmo é igual a 20 l/s, qual é a altura manométrica do sistema ? dado Peso Específico da Água = 10.000 n/m³.
	
	
	Hman =11,20 metros
Uma estação elevatória transporta uma vazão de Q = 80,00 l/s de água, a um desnível geométrico de 20,00 m. Sabendo que no sistema a perda de carga é de 12 mca e que o rendimento do sistema é de 66%, determine a potência da bomba que deve ser instalada para este sistema? 
Potência = 38.788 W
Uma bomba de potência de 10.000 W, foi instalada em um sistema com desnível geométrico de 40,00 metros. De acordo com os dados fornecidos marque se a alternativa verdadeira.
	
	Se o rendimento do sistema for de 80% e a vazão é de 16,00 l/s, pode-se firmar que a altura manométrica do sistema é igual a 50,00 m
Determine a vazão de funcionamento, para o sistema abaixo sabendo que o diâmetro da instalação é de 100 mm e o comprimento do sistema é de 120 metros lineares. O desnível geométrico entre o Reservatório 1 e o Reservatório 2 é de 30,00 metros. Despreze as perdas localizadas. Coeficiente de Hazzen Willians = 140
	
	Q = 0,0382 m³/s
Uma estação elevatória transposta Q = 140,00 l/s de água, a um desnível geométrico de 5,00 m. Sabendo que no sistema a perda de carga no sistema é de 2,00 mca e que o rendimento do sistema é de 74%, determine a potência da bomba instalada no sistema.
Dado Y = 10.000 N/m³  (Peso específico da água)
	
	
	Potência = 13.243,24W
4° Semana
Determine a máxima NPSH requerida da bomba para uma instalação com uma bomba para recalcar 8 m³/h de água. Dado a perda de carga na sucção = 0,54m, nível d´água no Reservatório de sucção = 580,00m, Pressão de Vapor do líquido = 0,24 mca, Cota de Instalação da Bomba = 585,00m e Pressão atmosférica do local = 9,72 mca. 
	
	NPSH requerida = 3,94m
Determine a máxima cota em que deve ser instalada uma bomba para recalcar 5,0 m³/h de água para não ocorrer a cavitação. Dado a perda de carga na sucção = 0,42m, nível d´água no Reservatório de sucção = 200,00m, Pressão de Vapor do líquido = 0,24 mca, NPSH requerido da Bomba = 6,00m e Pressão atmosférica do local = 9,80 mca.
	
	Cota Máxima de Instalação da Bomba = 203,14m
Determine a máxima NPSH requerida da bomba para uma instalação com uma bomba para recalcar 6 m³/h de água. 
Dado a perda de carga na sucção = 0,41m, nível d´água no Reservatório de sucção = 240,00m, Pressão de Vapor do 
líquido = 0,24 mca, Cota de Instalação da Bomba = 242,00m e Pressão atmosférica do local = 9,80 mca. 
	
	
	NPSH requerido = 7,15m
Uma instalação de bombeamento recalca 12,00 m³/h de água. Dado a perda de carga na sucção = 0,59m, nível d´água no 
Reservatório de sucção = 350,00m, Pressão de Vapor do líquido = 0,24 mca, Cota de Instalação da Bomba = 345,00m, 
Pressão atmosférica do local = 10,00 mca e NPSH requerido = 5,50m. Determine o NPSH disponível do sistema descrito 
Anteriormente, e se ocorrerá ou não o Fenômeno Cavitação durante o seu funcionamento e marque a alternativa correta.
	
	NPSH disponível = 14,17 m e não ocorre a cavitação
Uma instalação de bombeamento recalca 6 m³/h de água. Dado a perda de carga na sucção = 0,40m, nível d´água no Reservatório de sucção = 50,00m, Pressão de Vapor do líquido = 0,24 mca, Cota de Instalação da Bomba = 52,00m, Pressão atmosférica do local = 10,00 m e NPSH requerido = 5,50m Determine se no sistema descrito anteriormente, ocorre ou não o Fenômeno Cavitação durante o seu funcionamento e marque a alternativa correta.
	
	
	Não ocorre o fenômeno da cavitação pois NPSH requerido < NPSHA Disponível
Com relação ao fenômeno da cavitação marque a alternativa correta a seguir.
	
	
	A Cavitação ocorre quando o NPSH requerido é maior que o NPSH disponível
Uma instalação de bombeamento recalca 8 m³/h de água. Dado a perda de carga na sucção = 0,50m, nível d´água no Reservatório de sucção = 250,00m, Pressão de Vapor do líquido = 0,24 mca, Cota de Instalação da Bomba = 255,00m, Pressão atmosférica do local = 10,00 m e NPSH requerido = 6,50m Determine se no sistema descrito anteriormente, ocorre ou não o Fenômeno Cavitação durante o seu funcionamento e marque a alternativa correta.
	
	
	 Ocorrerá o fenômeno da cavitação pois o NPSH requerido > NPSHA disponível
7° Semana
Determine a vazão de uma canal cuja seção é um quadrado de lado de 3,00m.
Dados: I = 0,025 m/m
            n = 0,024
	
	
	Q = 59,29 m³/s
Quer substituir 4 orifícios de diâmetro d = 2,00 cm em escoamento livre, por apenas um orifício equivalente em escoamento livre, trabalhando com a mesma carga h = 3m. Determinar o diâmetro do orifício equivalente. Adotar o Cd(ou CQ)=0,61.
	
	
	 Diâmetro = 4,00cm
Em um canal com largura de 4 metros, ocorre um escoamento a uma velocidade de 2 m/s e uma vazão de 16 m³/s. Se o canal tiver um degrau de 0,20m (ascendente), a largura do canal manter constante e a velocidade dobrar, qual será altura da lamina de água sobre o degrau? (Desprezar as perdas de carga)
 Y2 = 1,19m
Qual é o diâmetro de um canal de seção circular, declividade de 1% e coeficiente de rugosidade de maning do tubo é de n = 0,011 transporta uma vazão Q = 0,03874 m³/s. Qual é o diâmetro da seção deste canal?
 D = 200mm
Um canal de formato retangular de base igual a 3,00me altura igual a 1,5, coeficiente de rugosidade de maning igual a 0,010 e declividade igual a 0,015m/m. Qual é a sua velocidade de escoamento?
	
	V = 10,11 m/s 
A captação de água para o abastecimento de uma cidade na qual o consumo é de 250 l/s (Qd = 250 l/s = vazão de demanda), é feita em um curso d´água onde a vazão mínima verificada (no período de estiagem) é de 700,00 l/s e a vazão máxima verificada (no período das cheias) é de 3800 l/s. Em decorrência de problemas de nível d´água, na linha de sucção de estação de bombeamento, durante a época da estiagem, construiu-se a jusante do ponto de captação uma pequena barragem cujo vertedor retangular sem contração lateral com 3,00m de largura. Para o bom funcionamento das bombas, o nível mínimo de água no ponto de captação deverá ser na cota 100,00, nestas condições pergunta-se:
1) Em que cota estará a crista do vertedor?  
2) Durante a época das enchentes qual será a máxima cota do nível d´água?  
	
	
	Cota da Crista do Vertedor = 99,81m e Nível Máxima de Água no período de Cheia = 100,55m 
	
	
	
Em um canal com largura de 2 metros, ocorre um escoamento a uma velocidade de 1 m/s e uma vazão de 6,00 m³/s. Se o canal tiver uma redução na  largura de modo que a  velocidade passar a ser de 1,3 m/s, qual será altura da lamina de água na seção reduzida ? (Desprezar as perdas de carga)
	
	 
Y2 = 2,97m
Qual é o valor do coeficiente de rugosidade de maning para um canal circular com diâmetro de 200mm, declividade de 1% e sendo que o canal está funcionando a meia seção e a vazão transportada é de 19,40 l/s ?
	
	n=0,011
8º Semana
Um canal retangular com 12m de largura transporta 150 m³/s em condições supercríticas. Ao final do canal, uma estrutura de concreto eleva o nível da água a 3,0 m de altura, ocasionando um ressalto hidráulico. A profundidade inicial do ressalto e seu comprimento deverão ser:
y1 = 2,09 m; Lr = 6,28 m.
Um ressal to hidráulico ocorre em um canal retangular largo com profundidade conjugadas montante e jusante de 0,40m e 1,80m, respectivamente. Determine a vazão unitária (relação entre a vazão pela a largura do canal).
Q/B = 2,79 m3/sxm
Um canal retangular transporta de base B = 1,00m e altura d´água H = 0,30m, transporta uma vazão de 1,00 m³/s. Em uma determinado ponto a seção do canal sofre uma redução de forma que gera um ressalto hidráulico neste local. Determine a altura d´água na nova seção  
	
	
	Y2 = 0,69m
	 Em uma seção de um canal retangular ocorre o ressalto hidráulico, sendo que nesta seção a altura da água é igual a 0,45m e a velocidade igual a 13,00 m/s. Determine a altura conjugada.
	
	
	Y2 = 3,42m
	
	
	
Em um canal cuja a seção é mostrada na figura, escoa uma vazão de 2,38 m³/s, com uma altura d´água igual a 0,50m. Determine o número de Froude para esta seção e a  possibilidade da ocorrência de um ressalto hidráulico neste canal, devido ao aparecimento de uma singularidade qualquer.
	
	
	Fr = 1,72 - sim pois o escoamento é supercrítico
Um canal de coeficiente de rugosidade de maning igual a 0,014 e 9,00 metros de largura, é dividido em dois trechos, sendo o trecho AB formado pela declividade igual a 0,005m/m e com altura da lâmina d´água igual a 1,05m e no trecho BC declividade igual a 0,001 m/m. Sabendo que ocorre ressalto hidráulico na mudança de declividade do canal, determine a altura da lâmina d´água no trecho BC.
	
	Y2 = 1,63m 
Em um canal retangular de 3m de largura transporta uma vazão de 14m³/s com uma altura d´água uniforme igual a 0,60m. Em uma determinada seção o canal é constrangido para produzir um ressalto hidráulico. Calcular a altura da d´água após a constrição.
	
	Y2 = 2,43m 
Um canal retangular de base igual b = 2,00m e altura d´água de 1,00m, transporta uma vazão de 5,00m³/s e sofre uma elevação de fundo (degrau) com 0,4m de altura. Verifique se ocorrerá um ressalto hidráulico no degrau e marque a alternativa verdadeira.
Resp: Não ocorrerá ressalto hidráulico pois o escoamento a montante do degrau é subcrítico
9º Semana
Das alternativas abaixo, assinale a alternativa correta com relação ao escoamento em canais.
A vazão é diretamente proporcional à velocidade
Sabendo que a vazão de água no trecho do Reservatório até o ponto A, é de 4 l/s, com uma extensão de 240 metros. O trecho entre os pontos A e B tem uma vazão de 1,500 l/s e uma extensão de 1500 metros. Sabendo que a Cota do nível de água do reservatório é 340,00 m e a Cota Piezométrica no ponto A é igual a 335,48. O diâmetro do trecho entre o ponto A e o ponto B é igual a 50mm. Adotar o coeficiente de Hazzen Willians Willians (C) = 140.  Qual é o valor da perda de carga unitária do trecho entre os pontos A e B ?
J = 0,0147 m/m
Necessitando-se de um nível d´água no ponto A de um canal na cota 1,5m acima do fundo, colocou-se um vertedor retangular de parede delgada, cuja largura L da soleira é igual a largura do canal. A declividade do canal é 0,041%, a rugosidade n de Maning é 0,015, a seção molhada é de 1,0 x 2,0m (ver seção 1). Deseja saber a altura p do vertedor.
	
	P = 0,91 m
Determine a máxima cota em que deve ser instalada uma bomba para recalcar 12 m³/h de água para que não corra cavitação. Dado a perda de carga na sucção = 1,42m, nível d´água no Reservatório de sucção = 171,00m, Pressão de Vapor do líquido = 0,24 m.c.a, NPSH requerido da Bomba = 3,40m e Pressão atmosférica do local = 9,80 m.c.a.
	
	
	Cota máxima de Instalação = 175,74m
Em um canal com largura de 1,8 metros, ocorre um escoamento a uma velocidade de 1,2 m/s e uma vazão de 5,00 m³/s. Se o canal tiver uma redução na  largura de modo que a  velocidade passar a ser de 1,7 m/s, qual será altura da lamina de água na seção reduzida ? (Desprezar as perdas de carga)
Y2 = 2,23m
Considerando uma instalação hidráulica composta por um cotovelo, dois tê de passagem direta e 40 m de tubulação. Sabendo que o diâmetro da instalação é de 50 mm, o valor de f = 0,049, o comprimento equivalente do cotovelo para o diâmetro de 50 mm é igual a 1,7m e o comprimento equivalente para o tê de passagem direta de 50 mm é igual a 1,10m. Para uma vazão de 3,20 l/s, determine a perda de carga nesta instalação.
Perda de Carga = 5,83m
Um canal retangular de 2,00m de largura ocorre fluxo uniforme à profundidade de 1,40m, sobre uma declividade de 0,12%, e o coeficiente de rugosidade de Maning igual a 0,018. Determine a altura do degrau que possa ser construído neste canal para que a profundidade sob o degrau seja igual a 0,84m.
	
	
	Altura do degrau = 0,397m