Exercícios de Hidráulica Aplicada - UFC - Trabalho 01 - Exercícios resolvidos em vídeo

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ 
CENTRO DE TECNOLOGIA 
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA HIDRÁULICA E AMBIENTAL 
HIDRÁULICA APLICADA – TD0926 – TURMA 01 
 
TRABALHO 1 
 
1) O diâmetro de uma tubulação que transporta água em regime permanente, varia gradualmente de 150 
mm, no ponto A, 6 m acima de um referencial, para 75 mm, no ponto B, 3 m acima do referencial. A 
pressão no ponto A é pA e a velocidade média é VA. Determine: 
a) A velocidade média no ponto B, em m/s; (valor: 1/2) 
b) A pressão no ponto B, em kPa; (valor: 1/2) 
 
Considere os seguintes dados: 
i. Pressão no ponto A, em kPa: número de caracteres do nome do aluno, considerando os espaços, 
multiplicado por 6; 
ii. Velocidade média no ponto A, em m/s: soma dos valores dos algarismos da matrícula do aluno dividido 
por 10; 
iii. Massa específica da água,  = 103 kg/m3; 
iv. Aceleração da gravidade, g = 9,81 m/s2; 
v. Despreze as perdas de carga; 
vi. Utilize duas casas decimais. 
 
 
2) Um determinado líquido escoa, em regime permanente, através de uma tubulação horizontal de 150 mm 
de diâmetro e a tensão de cisalhamento sobre a parede é . Calcule a queda de pressão em 30 m desta 
tubulação. (valor: 1,0) 
 
Considere os seguintes dados: 
i. Tensão de cisalhamento sobre a parede, em Pa: número de caracteres do nome do aluno, considerando 
os espaços, dividido por 1,5; 
ii. Aceleração da gravidade, g = 9,81 m/s2; 
iii. Utilize duas casas decimais. 
 
 
3) Em um canal aberto de seção reta triangular, com inclinação dos lados igual a 45º, escoa uma certa 
vazão em regime permanente e uniforme. A altura d’água é y e a declividade de fundo é Io. Determine: 
a) O raio hidráulico, em m; (valor: 1/2) 
b) A velocidade de atrito média na seção, em m/s; (valor: 1/2) 
 
Considere os seguintes dados: 
i. Altura d’água, em m: número de caracteres do nome do aluno, considerando os espaços, dividido por 
15; 
ii. Declividade de fundo, m/m: soma dos valores dos algarismos da matrícula do aluno dividido por 10000; 
iii. Massa específica da água,  = 103 kg/m3; 
iv. Aceleração da gravidade, g = 9,81 m/s2; 
v. Sugestão: relembre o conceito de raio hidráulico; 
vi. Utilize quatro casas decimais. 
 
 
4) Em um ensaio de laboratório, uma tubulação de aço galvanizado com 50 mm de diâmetro possui duas 
tomadas de pressão situadas a uma distância de L uma da outra e tendo uma diferença de cotas 
geométricas de 1,0 m. Quando a água escoa no sentido ascendente, tendo uma velocidade média de 2,1 
m/s, um manômetro diferencial ligado às duas tomadas de pressão e contendo mercúrio acusa uma 
diferença manométrica de h. Determine: 
a) O fator de atrito da tubulação (utilize quatro casas decimais); (valor: 1/2) 
b) A velocidade de atrito média na seção, em m/s (utilize quatro casas decimais); (valor: 1/2) 
 
Considere os seguintes dados: 
i. Diferença manométrica, em m: número de caracteres do nome do aluno, considerando os espaços, 
dividido por 120; 
ii. Distância entre as duas tomadas, m: soma dos valores dos algarismos da matrícula do aluno; 
iii. Densidade relativa do mercúrio: 13,6 
iv. Massa específica da água,  = 103 kg/m3; 
v. Aceleração da gravidade, g = 9,81 m/s2; 
vi. Utilize quatro casas decimais. 
 
5) Água escoa em regime permanente em uma tubulação de aço galvanizado,  = 0,15 mm, com diâmetro 
D e número de Reynolds Re. Determine: 
a) O coeficiente de atrito do escoamento; (valor: 1/4) 
b) A velocidade média do escoamento, em m/s; (valor: 1/4) 
c) A tensão de cisalhamento média nas paredes do conduto, em N/m2; (valor: 1/4) 
d) A força tangencial nas paredes do conduto, por unidade de comprimento, em N/m; (valor: 1/4) 
 
Considere os seguintes dados: 
i. Diâmetro, em mm: número de caracteres do nome do aluno, considerando os espaços, multiplicado por 
10; 
ii. Número de Reynolds: soma dos valores do primeiro algarismo com o último algarismo da matrícula do 
aluno multiplicado por 105; 
iii. Viscosidade cinemática da água,  = 10-6 m2/s; 
iv. Aceleração da gravidade, g = 9,81 m/s2; 
v. Utilize quatro casas decimais. 
 
 
6) Em relação ao esquema da figura a seguir, a partir de que vazão QB, solicitada pela rede de distribuição 
de água, o reservatório secundário, de sobras, passa a ser também abastecedor. (valor: 1,0) 
 
 
Considere os seguintes dados: 
i. Cota do reservatório superior, em m: conforme o valor do último algarismo da matrícula do aluno, ver 
tabela a seguir: 
 
NUAM 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 
Z1 (m) 815.0 810.0 830.0 820.0 835.0 825.0 840.0 855.0 850.0 845.0 
onde: NUAM: último algarismo da matrícula do aluno. 
ii. Diâmetro do trecho AB, em polegadas: conforme o valor do último algarismo da matrícula do aluno, 
ver tabela a seguir: 
 
NUAM 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 
DAB (pol) 6.0 4.5 5.5 6.5 4.5 6.0 4.0 6.5 5.0 7.0 
 
iii. Coeficiente de Hazen-Williams para todos os tubos: C =130; 
iv. Despreze as perdas de carga localizadas; 
v. Utilize duas casas decimais. 
 
7) Seja um escoamento numa adutora, por gravidade, de comprimento L, ligando dois reservatórios 
mantidos em níveis constantes, com diferença de cotas de H, para transportar uma vazão Q de água. 
Determine: 
a) O coeficiente de atrito do escoamento; (valor: 1/2) 
b) O diâmetro da adutora, em mm; (valor: 1/2) 
 
Considere os seguintes dados: 
i. Vazão Q (L/s): número de caracteres do nome do aluno, considerando os espaços; 
ii. Comprimento L (m): soma dos valores dos três últimos algarismos da matrícula do aluno multiplicado 
por 10; 
iii. Diferença de cotas H (m): soma dos valores dos três últimos algarismos da matrícula do aluno. 
iv. Material da tubulação, aço galvanizado com costura novo,  = 0,15 mm; 
v. Viscosidade cinemática da água,  = 10-6 m2/s; 
vi. Aceleração da gravidade, g = 9,81 m/s2; 
vii. Despreze as perdas de carga localizadas; 
viii. Utilize quatro casas decimais. 
 
8) Em uma adutora de 150 mm de diâmetro, em aço soldado novo  = 0,10 mm, enterrada, está ocorrendo 
um vazamento (figura a seguir). Um ensaio de campo para levantamento de vazão e pressão foi feito em 
dois pontos, A e B, distanciados de um comprimento L. No ponto A, a cota piezométrica é de CPA (m) 
e a vazão, de QA(1) (L/s), e no ponto B, CPB (m) e QB(2) (L/s). Determine: 
a) As velocidades nos dois trechos, em m/s; (valor: 1/4) 
b) A perda de carga total, em m; (valor: 1/4) 
c) Os coeficientes de atrito nos dois trechos; (valor: 1/4) 
d) A distância, L1, do ponto A ao vazamento, em m; (valor: 1/4) 
 
 
 
 
 
 
 
Considere os seguintes dados: 
i. Comprimento L (m) entre os pontos A e B: conforme o valor do último algarismo da matrícula do 
aluno, ver tabela a seguir: 
 
NUAM 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 
L (m) 480.0 500.0 510.0 485.0 515.0 490.0 520.0 550.0 540.0 530.0 
 
onde: NUAM: último algarismo da matrícula do aluno. 
ii. Cota piezométrica no ponto A, CPA (m): valor de L multiplicado por 1,3152; 
iii. Cota piezométrica no ponto B, CPB (m): valor de L multiplicado por 1,2869; 
iv. Vazão no ponto A no trecho 1, QA(1) , em L/s: valor de L multiplicado por 0,0778; 
v. Vazão no ponto B no trecho 2, QB(2) , em L/s: valor de L multiplicado por 0,0636; 
vi. Viscosidade cinemática da água,  = 10-6 m2/s; 
vii. Aceleração da gravidade, g = 9,81 m/s2; 
viii. Despreze as perdas de carga localizada; 
ix. Utilize quatro casas decimais. 
 
QV 
Q2 Q1 
L2 
H2 
L1 
H1 
V BA 
9) Na figura a seguir os pontos A e B estão conectados a um reservatório mantido em nível constante e os 
pontos E e F conectados a outro reservatório também mantido em nível constante e mais baixo que o 
primeiro. Se a vazão no trecho AC é igual a QAC de água, determine: 
a) As vazões nos trechos BC,CD, DE e DF, em L/s; (valor: 4/5); 
b) O desnível H entre os reservatórios, em m; (valor: 1/5); 
 
Considere as seguintes observações: 
i. Vazão no trecho AC, QAC (L/s): soma dos valores dos quatro últimos algarismos da matrícula do aluno; 
ii. O coeficiente de rugosidade da fórmula de Hazen-Williams, de todas as tubulações, vale C = 130; 
iii. A instalação está em um plano horizontal; 
iv. Viscosidade cinemática da água,  = 10-6 m2/s; 
v. Aceleração da gravidade, g = 9,81 m/s2; 
vi. Despreze as perdas de carga localizadas e as cargas cinéticas nas tubulações; 
vii. Utilize duas casas decimais. 
 
 
 
 
10) Sabendo que o reservatório 1 abastece o reservatório 2 e que as perdas de carga unitárias nas 
duas tubulações são iguais, determinar: 
a) A perda de carga no trecho AB; (valor: 1/6) 
b) A perda de carga no trecho BC; (valor: 1/6) 
c) A vazão no trecho AB; (valor: 1/6) 
d) A vazão no trecho BC; (valor: 1/6) 
e) A vazão de saída no ponto B; (valor: 1/6) 
f) A carga de pressão no ponto B; (valor: 1/6) 
 
Considere as seguintes observações: 
i. Rugosidade das tubulações, em mm: soma dos valores dos três últimos algarismos da matrícula do 
aluno dividido por 100; 
ii. Cota do reservatório 1, Z1 (m): conforme o valor do último algarismo da matrícula do aluno, ver tabela 
a seguir: 
 
NUAM 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 
Z1 (m) 815.0 810.0 830.0 820.0 835.0 825.0 840.0 855.0 850.0 845.0 
 
iii. Viscosidade cinemática da água,  = 10-6 m2/s; 
iv. Aceleração da gravidade, g = 9,81 m/s2; 
v. Despreze as perdas localizadas e as cargas cinéticas; 
vi. Utilize duas casas decimais. 
 
 
OBS: 
a) A Planilha de Resposta deve ser entregue no SIGAA até a data marcada; 
b) Não precisa entregar o Memorial de Cálculo; 
c) No preenchimento da Planilha de Respostas, colocar os resultados das questões sem as 
unidades, só os valores; 
d) Utilizar o ponto como símbolo decimal e não a vírgula na Planilha de Respostas;