LISTA DE EXERCÍCIOS 05 ORIFÍCIOS E VERTEDORES - Hidráulica - 1º bim

Prévia do material em texto

Hidráulica e Hidrologia – Profa. Carla Silva 
LISTA DE EXERCÍCIOS 05 – ORIFÍCIOS E VERTEDORES 
 
1) Em uma fábrica encontra-se a instalação indicada no esquema, compreendendo 
dois tanques de chapas metálicas, em comunicação por um orifício de diâmetro 
d. Determine o valor máximo de d, para que não haja transbordamento no 
segundo tanque. Orifício quadrado (com supressão em uma face). Medidas em 
metros. Cd = 0,61. RESPOSTA: d = 93 mm. 
 
 
2) Em uma estação de tratamento de água, existem dois decantadores de 
5,50x16,50 m e 3,5 m de profundidade. Para a limpeza e reparos, qualquer uma 
dessas unidades pode ser esvaziada por meio de uma comporta quadrada de 0,30 
m de lado, instalada junto ao fundo do decantador. A espessura da parede é de 
0,25 m. Calcular a vazão inicial na comporta e determinar o tempo necessário 
para o esvaziamento do decantador. Use cd = 0,61. RESPOSTAS: Q = 460 l/s ; 
t= 22,77 min 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Hidráulica e Hidrologia – Profa. Carla Silva 
3) Calcular a vazão, através de um orifício de borda reta com diâmetro de 150 mm, 
descarregando livremente. A cota do nível d’água do reservatório é 67 m e a 
cota do centro do orifício é 61 m. cd = 061. RESPOSTA: Q = 116,95 l/s 
 
 
 
 
4) Calcule a vazão através de um orifício submerso retangular de 0,1mx0,15m, 
com bordas retas. A cota do nível do reservatório é 67 m, e a cota do nível 
d’água da jusante é de 65,5 m. A cota do centro do orifício é de 61 m. cd=0,61. 
RESPOSTA: Q = 49,64 L/s 
 
 
 
5) Um trecho de canal tem uma parede transversal com um orifício retangular de 
3,0m de largura. Os bordos horizontais do orifício situam-se 2,50m e 1,50m 
abaixo da superfície livre a montante. Determinar a vazão nas seguintes 
condições. (a) o orifício tem saída livre para a atmosfera; (b) a superfície livre a 
jusante do orifício situa-se 1,10m abaixo da superfície livre a montante; (c) a 
superfície livre a jusante do orifício situa-se 2,20m abaixo da superfície livre a 
montante. RESPOSTAS: (a) Q=11.430 l/s; (b) Q=8.500 l/s; (c) Q=11.380 l/s 
 
 
6) Através de uma das extremidades de um tanque retangular de 0,90 m de largura, 
água é admitida com vazão de l/s. No fundo do tanque existe um pequeno 
orifício circular de 7,0 cm de diâmetro, escoando para a atmosfera. Na outra 
extremidade existe um vertedor retangular livre, de parede fina, com altura 
P=1,20 m e largura da soleira igual a 0,90 m. Determine a altura d’água Y no 
tanque e a vazão pelo vertedor, na condição de equilíbrio. Utilize a fórmula 
prática. RESPOSTAS: Q=47 l/s; Y=1,29 m 
 
 
 
Hidráulica e Hidrologia – Profa. Carla Silva 
 
 
 
 
 
 
7) Um vertedor triangular com ângulo de abertura de 90o descarrega água com uma 
carga de 0,15 m em um tanque, que possui no fundo três orifícios circulares de 
parede delgada, com 40 mm de diâmetro. Na condição de equilíbrio, determine a 
vazão e a profundidade da água no tanque. RESPOSTAS: Q=0,0122 m
3
/s ; 
Y=1,434 m 
8) Um reservatório de barragem, com nível d’água na cota 545,00m está em 
conexão com uma câmara de subida de peixes, através de um orifício circular 
com diâmetro D1=0,50m. Essa câmara descarrega na atmosfera, por outro 
orifício circular de diâmetro D2=0,70m, com centro na cota 530,00 m. Após 
certo tempo, cria-se um regime permanente (níveis constantes). Sabendo-se que 
os coeficientes de contração dos dois orifícios são iguais a Cc=0,61 e os 
coeficientes de velocidade, iguais a Cv=0,98, calcular qual é a vazão de regime e 
o nível d’água na câmara de subida de peixes. RESPOSTAS: Q=1,78 m3/s ; 
N.A.=533,2 m 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Hidráulica e Hidrologia – Profa. Carla Silva 
9) Os dois reservatórios mostrados na figura estão em equilíbrio para uma vazão de 
entrada Qo=65 l/s. O reservatório da esquerda possui um orifício no fundo de 10 
cm de diâmetro e coeficiente de vazão Cd=0,60, descarregando na atmosfera. O 
da direita possui um vertedor triangular de parede fina com ângulo de abertura 
igual a 90
o
. Com os dados da figura, determine as vazões descarregadas pelo 
orifício, Q1, e pelo vertedor, Q2. Use a fórmula de Thomson. RESPOSTAS: 
Q1=21,4 l/s ; Q2=43,61 l/s 
 
 
 
 
 
10) A estrutura descarregadora mostrada na figura é constituída por um tubo de 
concreto, com entrada em aresta viva, de 0,30 m de diâmetro e 3,0 m de 
comprimento, e por um vertedor retangular, de parede fina, com largura da 
soleira igual a 0,50 m e soleira na cota 0,80 m. A estrutura encontra-se na parte 
final de um canal retangular de 1,0 m de largura, junto ao fundo, e descarrega 
livremente. Determine: (a) a máxima vazão descarregada quando o vertedor 
ainda não entrou em operação; (b) a cota do nível d’água no canal quando a 
vazão de chegada for igual a 0,30 m
3
/s. cd=0,82. RESPOSTAS: Q=0,207 m
3
/s; 
N.A. = 0,98 m.