Lista de Exercícios Hidráulica B1

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Prof. MsC Tiago Duarte Santos Pereira 
Curso de Engenharia Civil 
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1ª Lista de Exercícios Hidráulica 
 
REVISÃO (HIDROSTÁTICA) 
 
1. Qual a pressão manométrica dentro de uma tubulação onde circula ar se o desnível do nível 
do mercúrio observado no manômetro de coluna é de 4 mm? Considere ρhg = 13600 kg/m3 e 
aceleração gravitacional g = 9,81 m/s2. R: 
 
 
2. O tubo aberto em forma de U da figura contém dois líquidos não miscíveis, A e B, em 
equilíbrio. As alturas das colunas de A e B, medidas em relação à linha de separação dos dois 
líquidos, valem 50 cm e 80 cm, respectivamente. 
 
 
 
a) Sabendo que a massa específica de A é 2,0x103 g/cm3, determine a massa específica do 
líquido B. 
b) Considerando g= 10 m/s2 e a pressão atmosférica igual a 1,0x105 N/m2 , determine a pressão 
absoluta no interior do tubo na altura da linha de separação dos dois líquidos. 
 
3. De acordo com a figura abaixo, sendo h1, h2 e h3 igual a 25cm, 15cm e 50cm, respectivamente, 
pede-se: 
a) Determinar a diferença de pressão entre A e B em kgf/cm2 
b) Se a pressão em B = 0,75 kgf/cm 2, qual será a pressão em A ? 
 
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VAZÃO 
 
4. Calcule o tempo que levará para encher um tambor de 350dcm3, sabendo-se que a 
velocidade de escoamento do líquido é de 50cm/s e o diâmetro do tubo conectado ao tambor 
é igual a 30mm. 
 
5. Qual o diâmetro de uma tubulação por onde a água escoa a uma velocidade de 6m/s. Esta 
tubulação está conectada a um tanque com volume de 12000 litros e leva 1 hora, 5 minutos e 
49 segundos para enchê-lo totalmente. 
 
6. Deduza e explique a equação da continuidade. Mostre figuras que possam amparar sua linha 
de raciocínio. 
 
7. Calcule a vazão mássica de um xarope para fabricação de refrigerantes que passa a uma 
velocidade de 900 mm/min em uma tubulação de 12’’. Adote a massa específica do xarope como 
1200 kg/m3. 
 
8. Os reservatórios I e II da figura abaixo, são cúbicos. Eles são cheios pelas tubulações, 
respectivamente em 200s e 600s. Determinar a velocidade da água na seção A indicada, 
sabendo-se que o diâmetro da tubulação é 1m. 
 
 
 
Hg 
Água 
h3 
h2 
h1 
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3 
 
9. De acordo com a figura abaixo, determine: 
a) Vazão Volumétrica 
b) Velocidade de escoamento no ponto 2 em m/s. 
 
 
10. Um tanque com volume de 10000 litros leva 1 hora, 15 minutos e 50 segundos para ser 
preenchido totalmente com a água escoa em uma tubulação com 200mm de diâmetro. De 
acordo com essas informações: 
 
a) Calcule a velocidade da água na tubulação; 
b) Qual seria a nova vazão caso 3/5 da tubulação de 200mm fosse substituída por uma 
tubulação de 150mm? Justifique. 
 
11. Calcule a vazão em massa de um produto que escoa por uma tubulação de 12” de diâmetro, 
sendo que a velocidade de escoamento é igual a 900 mm/min. Dados: massa especifica = 1200 
kg/m³ 
 
12. Baseado no exercício anterior, calcule o tempo necessário para carregar o tanque de um 
caminhão com 25 toneladas do produto. 
 
 
BERNOULLI E PERDA DE CARGA DISTRIBUIDA 
 
13. O que você entende por perda de carga? Quais as classificações e como são “geradas” na 
tubulação? 
 
14. Deduza a equação de Bernoulli a partir do Teorema da Conservação de Energia Mecânica e 
da relação entre o trabalho mecânico e a energia dos corpos. Faça um desenho esquemático 
para ilustrar seu raciocínio. 
 
15. Sabendo que a água escoa no sentindo ascendente, como mostrado na figura, em um tubo 
tronco-cônico. Considerando que as extremidades inferior (1) e superior (2) do tubo têm os 
diâmetros de 150 mm e 75mm, respectivamente. Ainda, que a diferença de pressão entre os 
pontos 1 e 2 é de 4,0 m, calcule vazão que atravessa o ponto 2, sabendo que, neste caso, 
velocidade média do fluxo é 2/3 da velocidade máxima. 
 
v = 1,5 m/s 
A = 5 cm2 
A = 20cm2 
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16. Considere que a água escoa no sentindo vertical descendente, em um tubo tronco-cônico 
de 1,83m de altura. As extremidades superior e inferior do tubo têm os diâmetros de 100mm e 
50mm, respectivamente. Se a vazão é de 23L/s, qual a diferença de pressão entre as 
extremidades do tubo. (Considere o fluido ideal). 
 
 
 
17. Com o tubo de Pitot mede-se a velocidade da água no centro de um conduto com 25 cm de 
diâmetro. A diferença de carga entre o tubo piezométrico e o de Pitot é de 0,10 m.c.a. Devido 
ao grande diâmetro, supõe-se que a velocidade média da água no conduto corresponde a 2/3 
da velocidade no seu centro. Dada estas considerações, e analisando a figura abaixo, calcule a 
vazão que escoa pela tubulação. 
0,10 m
 
 
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18. Sendo o líquido manométrico o mercúrio e o fluido que escoa através do medidor venturi, 
uma solução com densidade igual a 1,20 e viscosidade cinemática 1,41x10-6 m2/s. Determine: 
 
a) a vazão no medidor venturi padrão da figura abaixo; 
b) a perda de carga do Ponto 1 ao Ponto 0. 
 
 
 
19. Considerando como fluido ideal, calcule a vazão de água através do bocal e a pressão no 
Ponto 1. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
20. Considerando que água escoa por uma tubulação retilínea de aço inox de 20 m com diâmetro 
de 1” uma velocidade de 0,05 m/s, pede-se: 
a) Calcule o número de Reynolds; 
b) Identificar o tipo de escoamento; 
c) Calcular a perda de carga. 
 
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21. Considere um conduto com 100 m de comprimento, 100 mm de diâmetro e rugosidade de 
2 mm que transporta água a uma vazão de 15 L/s à 20° C. Determine o fator de atrito do 
escoamento. Dado: m = 1,003.10-3 N.s/m2. 
 
22. Determine o tipo de regime de escoamento e o fator de atrito (f), para as seguintes 
situações: 
a) Re=3 x105 e ε/D= 0,0001; 
b) Re=3 x105 e ε /D= 0,001 e, 
c) Re=3 x105 e ε /D= 0,01. 
 
23. Um fluido apresenta viscosidade dinâmica igual a 0,58 N.s/m2 e densidade igual a 0,89 
escoando numa tubulação de 10 m e 50 mm de diâmetro interno. Sabendo que a velocidade 
média do escoamento é de 1,6 m/s, pede- se determine o valor do número de Reynolds, o tipo 
de escoamento, o fator de atrito e a perda de carga. 
 
24. Com relação à perda de carga que corre nas redes de distribuição de água, assinale a 
alternativa incorreta 
a) Para duas tubulações de mesmo material, mesmo diâmetro, dentro das quais passe a mesma 
vazão de água, a perda de carga é maior no tubo de maior comprimento. 
b) Para duas tubulações de mesmo material, mesmo comprimento e de mesmo diâmetro, a 
perda de carga é maior no tubo em que escoa a menor vazão. 
c) Para duas tubulações de mesmo material, mesmo comprimento, dentro dos quais passe a 
mesma vazão de água, a perda de carga é maior no tubo de menor diâmetro. 
d) Em um escoamento laminar o fator de atrito independe da rugosidade relativa. 
e) Em um escoamentoturbulento o fator de atrito independe do número de reynolds 
 
25. Numa canalização com diâmetro 25 mm, rugosidade de 0,1 mm e comprimento de 200 m, a 
água escoa com uma vazão de 1 L/s, à temperatura de 20oC. Calcule a perda de carga unitária. 
 
26. Determinar o diâmetro de uma tubulação de ferro pichado com 10 anos e uso, 305 m de 
comprimento, conduzindo 145 l/s de água e descarregando 1,22 m abaixo do reservatório que 
a alimenta. Qual deveria ser o diâmetro comercial caso os tubos tivessem 30 anos de uso? 
 
27. Determinar a vazão e a velocidade em uma tubulação com 2982 m de comprimento e 600 
mm de diâmetro, construída com tubos de ferro fundido pichados (C = 115), alimentada por um 
reservatório situado a 13,45 m acima da descarga. 
 
28. Considere um conduto com 100 m de comprimento, 200 mm de diâmetro e rugosidade de 
0,4mm que transporta água a uma vazão de 126 L/s à 20° C. Adotando g=9,81m/s2, viscosidade 
dinâmica da água 1,003.10−3N.s/m2 e a massa específica 1000 kg/m3. Determine: 
 
a) A rugosidade relativa; 
b) O número de Reynolds; 
c) A classificação do regime de escoamento 
d) O valor do fator de atrito (Justifique); 
e) A perda de carga distribuída e a perda de carga unitária.