Prova 1173193

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13/02/2018
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Aula 01 e 02 - Hidráulica (CCE0217) 
Prof. Maxuel Miranda
1º semestre 2018
Quintas-feiras de 19 às 20:40 h
Curso de Engenharia Civil
�Instruções Gerais 
�Contextualização da Disciplina
�Revisão – Conceitos Físicos 
Tópicos desta Aula
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Ementa da Disciplina
� 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.
- INSTRUÇÕES GERAIS -
Objetivos
Objetivos Gerais:
Transmitir ao aluno conhecimentos que envolvem os principais ramos da
hidráulica: hidrostática, hidrodinâmica, hidrometria, estudos de condutos
forçados e livres, máquinas hidráulicas e noções de hidrologia.
Objetivos Específicos:
Os objetivos específicos do curso compreendem os seguintes tópicos:
Transmitir ao aluno aptidão para a realização de análises criteriosas de
problemas que abordem medição de vazões, captação, condução, elevação e
distribuição de recursos hídricos ligados à atividade.
Transmitir ao aluno informações técnicas, equipamentos e medições
hidráulicas para aplicações em Engenharia Civil.
- INSTRUÇÕES GERAIS -
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Avaliações
O processo de avaliação será composto de três etapas: 
� AV1 - contemplará o conteúdo da disciplina até a sua realização.
� AV2 - abrangerá todo o conteúdo da disciplina. 
�AV3 - abrangerá todo o conteúdo da disciplina. 
�Atingir resultado > 6,0 (média aritmética entre as avaliações 
consideradas apenas as duas maiores notas obtidas). 
�Obter grau igual ou superior a 4,0 em pelo menos duas das três 
avaliações. 
�Frequentar no mínimo 75% das aulas ministradas. 
- INSTRUÇÕES GERAIS -
� 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;
� PORTO, R.M. (2006). Hidráulica básica. 4.ed. São Carlos: EESC-USP, 2006.
540p.
� COUTO, L. M. M. Elementos da Hidráulica 1 ed, Brasília: UNB, 2012;
� McDonald, A.T.-Introdução à Mecânica dos Fluidos: Fundamentos e
Aplicações- 6 ed- Rio de Janeiro: LTC, 2006.
Bibliografia Básica 
- INSTRUÇÕES GERAIS -
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� Desligar o celular ou colocar em modo silencioso.
� Evitar conversas paralelas durante as aulas.
� Não é permitido tirar fotos dos slides e nem gravação (áudio das aulas).
� Atestados e declarações de quaisquer motivações, exceto as definidas no
regimento da Faculdade NÃO ABONAM AS FALTAS, apenas justificam.
Portanto, não insista em pedir para excluir suas faltas;
� Cumpra fielmente os prazos para entrega das atividades. A entrega fora
do prazo (no máximo 24 horas) após acarretará em perda de valor parcial da
nota a ser atribuída.
� Você tem direito a 25% de faltas em cada disciplina, mas faça uso, se
necessário e com moderação.
� Lembre-se!!! Estudar é sua responsabilidade.
Acordo de Relacionamento 
- INSTRUÇÕES GERAIS -
Aula Data CH Assuntos
1 08/02 2h Apresentação – Hidrodinâmica: Noções e Conceitos de Hidrostática; Aplicações da 
Hidráulica; Conceitos Físicos (Revisão); Histórico; Propriedades dos Fluidos; Exemplos 
de Aplicação.
2 15/02 2h Hidrodinâmica: Linhas de corrente e Princípio da continuidade. Equação de Bernoulli 
e suas aplicações. Experimentos de linha de energia e linha piezométrica. Lista de 
atividades. 
3 22/02 2h Hidrodinâmica: Linhas de corrente e Princípio da continuidade. Equação de Bernoulli 
e suas aplicações. Experimentos de linha de energia e linha piezométrica. Práticas: 
Princípio de Stevin e Velocidade de Fluidos. 
4 01/03 2h Análise de condutos livres: Análise e caracterização do escoamento em condutos
livre. Medição e controle de vazão em condutos livres, como canais, por exemplo. 
Dimensionamento de canais. 
5 08/03 2h Análise de condutos livres: Análise e caracterização do escoamento em condutos
livre. Medição e controle de vazão em condutos livres, como canais, por exemplo. 
Dimensionamento de canais. 
6 15/03 2h Análise de condutos livres: Análise e caracterização do escoamento em condutos
livre. Medição e controle de vazão em condutos livres, como canais, por exemplo.
Dimensionamento de canais. Lista de atividades 01 (1,0) (Em duplas). Entrega na
mesma aula. Não haverá substituição desta atividade.
Programa Detalhado
- INSTRUÇÕES GERAIS -
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Aula Data CH Assuntos
7 22/03 2h Análise de condutos forçados: Apresentação dos tipos de escoamentos existentes e
suas classificações segundo o critério de Reynnolds. Experimento de Reynolds: fluxo
laminar, intermediário e turbulento; Perdas de carga ao longo de um conduto.
8 29/03 2h Análise de condutos forçados: Experimento de perda de carga distribuída e
localizada; Medição e controle de vazão em condutos forçados, como sifões e
orifícios; Experimento de medição de vazão; Dimensionamento de condutos
forçados. Práticas: Vazão Volumétrica e Nº de Reynolds
9 05/04 2h Análise de condutos forçados (continuação).
10 12/04 2h Análise de condutos forçados (continuação). Prática: Perda de Carga
11 19/04 2h Análise de condutos forçados (continuação). Plantão de dúvidas.
12 26/04 2h Avaliação teórica 1 (AV1). Aplicação de prova teórica com todo o conteúdo dado
pelo professor das aulas 01 a 11.
13 03/05 2h Máquinas elevadoras de água: Estudo de bombas hidráulicas: apresentação de
dados técnicos e características de bombas hidráulicas;
Programa Detalhado
- INSTRUÇÕES GERAIS -
Aula Data CH Assuntos
14 10/05 2h Máquinas elevadoras de água: Estudo da potência de bombas hidráulicas e projeto de
alturas manométricas. Experimento de potência de conjunto elevatório; Prática:
Bomba Hidráulica
15 17/05 2h Seminário (Projeto Hidráulico): Estruturas e Máquinas Hidráulicas: 1-Barragens:
funções, classificações e estabilidade. 2- Bombas Hidráulicas; 3-Vertedouros: livres de
lâmina aderente, de canais laterais e em sifão. 4-ETA; 5-ETE; 6- Hidráulica de Poços; 7-
8-Estudo de Microbacia Hidrográfica.
16 24/05 2h Máquinas elevadoras de água: Experimento de altura de elevação e altura
manométrica; Apresentação de curvas características de bombas
hidráulicas.Experimento de associação de bombas em série e em paralelo. Resolução
de Exercícios de aplicação. Plantão de dúvidas.
17 31/05 - Feriado de Corpus Christi.
18 07/06 2h Avaliação 2 (A2). Aplicação de prova (banco de questões) com todo o conteúdo 
ministrado pelo professor. 
19 14/06 2h Correção e Vistas da AV2.
20 21/06 2h Avaliação 3 (A3). Aplicação de prova (banco de questões) de todo o conteúdo dado
pelo professor.
21 28/06 2h Correção e Vistas da AV3.
Programa Detalhado
- INSTRUÇÕES GERAIS -
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� A hidráulica é classificada como uma metodologia moderna de
transmissão de energia.
� A palavra hidráulica nos transmite a idéia de controle de parâmetros e
forças por meio de fluidos e suas propriedades.
� A palavra hidráulica provém do grego HYDRO que significa ÁGUA e
AULOS que significa TUBULAÇÃO.
A hidráulica pode ser dividida em três áreas de estudo:
� Hidrostática - estudo dos fluidos parados
� Hidrocinética - estudo dos fluidos em movimento
� Hidrodinâmica - estudo das forças envolvidas no escoamento dos
fluidos (forças da gravidade, da pressão, da tensão tangencial, da
viscosidade, da compressibilidade e outras
- CONTEXTUALIZAÇÃO DA DISCIPLINA -
- CONTEXTUALIZAÇÃO DA DISCIPLINA -
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- CONTEXTUALIZAÇÃO DA DISCIPLINA -
- CONTEXTUALIZAÇÃO DA DISCIPLINA -
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- CONTEXTUALIZAÇÃO DA DISCIPLINA -
- CONTEXTUALIZAÇÃO DA DISCIPLINA -
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- CONTEXTUALIZAÇÃO DA DISCIPLINA -
- CONTEXTUALIZAÇÃODA DISCIPLINA -
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Conceitos Fundamentais
Hidráulica
É a ciência que estuda a condução da água
ETMOLOGIA 
Grego Hydros = Água
Aulos = Condução
Hidráulica
É a ciência que estuda a condução da água
ETMOLOGIA 
Grego Hydros = Água
Aulos = Condução
- REVISÃO – CONCEITOS FÍSICOS -
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 e
– USO DA ÁGUA
HidráulicaHidráulica
Agricultura
Energia
Indústria
Saneamento
- REVISÃO – CONCEITOS FÍSICOS -
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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.
- REVISÃO – CONCEITOS FÍSICOS -
Aspectos Históricos
• Primeiros pensamentos efetivamente científicos 
relativos à Hidráulica �GREGOS
Século III a.C ARQUIMEDES 
Princípios da Hidrostática e
Equilíbrio dos Corpos Flutuantes
- REVISÃO – CONCEITOS FÍSICOS -
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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 
- REVISÃO – CONCEITOS FÍSICOS -
Aspectos Históricos
• Idade Média
• Renascimento (Séc. XVI)
– Leonardo da Vince � Escola Italiana:
– Conservação da Massa, influência atrito no 
escoamento, velocidade de propagação das ondas.
• Séc. XVII � Contribuições de matemáticos e 
físicos � Surge a Hidrodinâmica
– Newton, Euler, Pascal, Boyle, Leibnitz, Bernoulli
Não foram observados grandes avanços para a 
Engenharia Hidráulica
- REVISÃO – CONCEITOS FÍSICOS -
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Aspectos Históricos
• Século XVIII
• Séc. XIX 
• Séc. XX � Mecânica dos Fluidos � Karman, 
Nikuradse, Moody, Colebrook, etc.
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.
- REVISÃO – CONCEITOS FÍSICOS -
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
- REVISÃO – CONCEITOS FÍSICOS -
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Propriedades dos Fluidos
• Massa Específica (ou densidade absoluta)
• Densidade Relativa
• Peso Específico
• Pressão
• Princípio de Stevin
• Viscosidade do Fluido (Newtoniano)
• Vazão
- REVISÃO – CONCEITOS FÍSICOS -
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 de Massa Específica:
– Sistema MKFS (técnico: F,L,T): utm/m3 ou kgf.s2/m4
– Sistema MKS (INTERNACIONAL: L,M,T): kg/m3
– Sistema CGS: g/cm3
– ρágua = 1000kg/m
3 ou 102 kgf.s2/m4
– ρ água = 1,0g/cm
3
- REVISÃO – CONCEITOS FÍSICOS -
ρ = m
v
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-Exemplo 2: A densidade da glicerina é 1,26 g/cm³. Quanto pesam 4 l
de glicerina? Adotar g = 9,81 m/s². (Resp: 49,44 N)
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Propriedades dos Fluidos
• Peso Específico ( )
– É a relação entre o peso de uma certa porção de fluido e o seu volume. 
– Unidades:
– Unidade de Peso Específico:
– Sistema MKFS (técnico): kgf/m3
– Sistema MKS: N/m3 
– γágua: 1000kgf/m3 = 10000 N/m3 
γ
g
volume
gmassa
volume
peso
×=
×
== ργ
- REVISÃO – CONCEITOS FÍSICOS -
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
= =
×
×
=
γ
γ
ρ
ρ
ρ
ρ
dr
dr
agua
Hg
:
,
,
=
=
1 0
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Propriedades dos Fluidos
• Pressão: Piezômetros e Manômetros
– É a relação entre a força normal que age numa superfície plana e sua área.
– Unidade: MKS
A
FP =
2
11
m
NPa =
- REVISÃO – CONCEITOS FÍSICOS -
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- Exemplo 3: Um cubo homogêneo de alumínio com 2 m de aresta
está apoiado sobre uma superfície horizontal. Sabendo-se que a
densidade do alumínio é 2,7 x 10³ kg/m³ e g = 9,81 m/s², qual a
pressão exercida pelo bloco sobre a superfície? (Resp: 5,3 x 104
N/m²)
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- Exemplo 4:
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• Lei de Stevin
– A diferença de pressão entre dois pontos no interior de uma porção de fluido em 
equilíbrio, é igual ao produto do DESNÍVEL entre eles e seu peso específico. 
– 1 mca = 0,1 kgf/cm2 = 0,01 MPa
Propriedades dos Fluidos
0=∑ YF
hPP
hdAdAPdAP
dAPhdAdAP
γ
γ
γ
=−
=+−
=+−−
12
21
021
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- Exemplo 5:
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- Exemplo 6: Uma prensa hidráulica tem dois êmbolos de áreas
iguais a 10 cm² e 80 cm². Calcular a força transmitida ao êmbolo
maior, quando se aplica ao menor uma força de 120 N. (Resp: 960
N)
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- Exemplo 7: Um cubo de madeira de densidade absoluta 0,2 g/cm³
e aresta 20 cm flutua na água. Determinar a altura da parte imersa
do cubo. (Resp: 4 cm)
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Propriedades dos Fluidos
• Viscosidade Dinâmica : Lei de Newton da Viscosidade
– Para um fluido Newtoniano a tensão tangencial é proporcional ao gradiente 
de velocidades. O fator de proporcionalidade é a viscosidade dinâmica do 
fluido.
– A viscosidade se evidencia com o movimento e é percebida como a 
resistência ao escoamento
Unidades de Viscosidade:
Sistema MKFS: kgf.s/m2
Sistema MKS: kg/m.s
dy
dU
A
F µτ == 2/ mkgf=τ sy
U /1=
- REVISÃO – CONCEITOS FÍSICOS -
Propriedades dos Fluidos
• Viscosidade Cinemática do Fluido
– É a relação entre viscosidade dinâmica do fluido e a massa específica.
• Unidades de Viscosidade Cinemática:
– Sistema MKS: m2/s
ρ
µν =
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Propriedades dos Fluidos
• Vazão
– É a relação entre o volume do líquido que flui por determinada seção 
transversal na unidade de tempo.
• Unidades :
Tempo
VolumeQ =
min
,,,,
33 ml
h
l
dia
m
s
l
s
m
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- Exemplos 8 e 9:
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