Hidráulica Aplicada atps 4

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Curso:Curso: Engenharia CivilEngenharia Civil
Disciplina:Disciplina: Hidráulica Hidráulica –– ATPS 04ATPS 04Disciplina:Disciplina: Hidráulica Hidráulica –– ATPS 04ATPS 04
Ano : 2015Ano : 2015 Semestre: 2Semestre: 2°° Turno: NoturnoTurno: Noturno Turma: Turma: 
Professor: Paulo Eduardo dos Santos SolderaProfessor: Paulo Eduardo dos Santos Soldera
11)) UmaUma canalizaçãocanalização dede ferroferro dúctildúctil (C=(C= 100100)) comcom 22..400400 mm dede
comprimentocomprimento ee 200200 mmmm dede diâmetrodiâmetro estáestá descarregandodescarregando emem
umum reservatórioreservatório 4545 L/sL/s.. CalcularCalcular aa diferençadiferença dede nívelnível entreentre aa
represarepresa ee oo reservatórioreservatório (∆),(∆), considerandoconsiderando todastodas asas perdasperdas dede
cargacarga (localizada(localizada ee distribuída)distribuída).. HáHá nana linhalinha apenasapenas 22 curvascurvas
dede 9090º,º, 22 curvascurvas dede 4545ºº ee 22 registrosregistros dede gavetagaveta (abertos)(abertos)..
UtilizarUtilizar aa TabelaTabela 77..22 parapara determinardeterminar osos valoresvalores dede KK parapara
perdasperdas localizadaslocalizadas.. AdotarAdotar g=g= 99,,88 m/s²m/s².. NaNa represarepresa:: oo
acessórioacessório éé entradaentrada dede bordaborda.. NoNo reservatórioreservatório:: acessórioacessório éé
saídasaída dede canalizaçãocanalização..saídasaída dede canalizaçãocanalização..
Perda de Carga Localizada utilizando o Coeficiente K (ou KPerda de Carga Localizada utilizando o Coeficiente K (ou Kss))
g
VKhs 2
2
×=
s/m43,1V
0314,0
045,0V
A
QV
=
⇒=⇒=
m104,0
6,19
43,1
g2
V 22
==
a)a) 11 entradaentrada dede bordaborda K=K= 11,,00 mhh
g
VKh sss 104,0104,00,12
2
=⇒×=⇒×=
b)b) 22 curvascurvas dede 9090ºº K=K= 00,,4040 mhh
g
VKh sss 0832,0104,040,022
2
=⇒××=⇒×=
g2
c)c) 22 curvascurvas dede 4545ºº K=K= 00,,2020 mhh
g
VKh sss 0416,0104,020,022
2
=⇒××=⇒×=
d) 2 registros de gaveta abertos K= 0,20d) 2 registros de gaveta abertos K= 0,20 m0416,0h104,020,02h
g2
VKh ss
2
s =⇒××=⇒×=
e)e) 11 saídasaída dada canalizaçãocanalização K=K= 11,,00 mhhg
VKh sss 104,0104,00,12
2
=⇒×=⇒×=
mhs 3744,0=∑
m/m0168,0J
0004,0
0032,00021,0J
20,0
045,00021,0J
D
Q0021,0J 87,4
852,1
87,4
852,1
=⇒×=
⇒×=⇒×=
Para C= 100:Para C= 100:
m7,403744,032,40hh
m32,40h400.20168,0hLJh
sf
fff
=⇒+=⇒+=
=⇒×=⇒×=
∆∆∆
22)) UmUm condutoconduto forçadoforçado (C=(C= 100100)) dede 350350 mmmm dede diâmetrodiâmetro ee 700700
mm dede comprimentocomprimento devedeve conduzirconduzir 6565 L/sL/s dede águaágua dede umum
reservatórioreservatório parapara outrooutro.. NaNa linhalinha existemexistem 44 curvascurvas dede 9090ºº (R/D=(R/D=
11”)”).. CalcularCalcular aa diferençadiferença dede nívelnível entreentre osos reservatóriosreservatórios (∆),(∆),
considerandoconsiderando todastodas asas perdasperdas dede cargacarga (localizada(localizada ee
distribuída)distribuída).. AdotarAdotar g=g= 99,,88 m/s²m/s².. NoNo primeiroprimeiro reservatórioreservatório:: oo
acessórioacessório éé entradaentrada dede bordaborda.. NoNo segundosegundo reservatórioreservatório::
acessórioacessório éé saídasaída dede canalizaçãocanalização.. UtilizarUtilizar oo MétodoMétodo dodo
ComprimentoComprimento EquivalenteEquivalente parapara determinardeterminar asas perdasperdas dede cargacargaComprimentoComprimento EquivalenteEquivalente parapara determinardeterminar asas perdasperdas dede cargacarga
localizadalocalizada..
NA
NA
∆∆
NANA
NA
∆∆
NANA
∆∆
Perda de Carga Localizada utilizando o Método de Comprimentos EquivalentesPerda de Carga Localizada utilizando o Método de Comprimentos Equivalentes
Tabela 7.6:Tabela 7.6:
1 Entrada de borda: l1 Entrada de borda: leqeq= 11 m= 11 m
4 curvas de 90º (R/D= 1”): l4 curvas de 90º (R/D= 1”): leqeq= 5,4 x 4= 21,6 m= 5,4 x 4= 21,6 m
1 saída de canalização: l1 saída de canalização: leqeq= 11 m= 11 m
mLeq 6,43116,2111 =++=∑
m6,743L6,43700LLL Totaleqtotal =⇒+⇒+=
Para C= 100:Para C= 100:
35,0
065,00021,0J
D
Q0021,0J 87,4
852,1
87,4
852,1
⇒×=⇒×=
m65,1h
6,74300221,0h
6,743
h
00221,0
L
h
J
m/m00221,0J
006,0
00633,00021,0J
35,0D
f
f
f
total
f
≅=
⇒×=⇒=⇒=
=⇒×=
∆
33)) ParaPara oo abastecimentoabastecimento dede águaágua dede umum bairrobairro seráserá
executadaexecutada umauma linhalinha adutoraadutora comcom tubostubos dede ferroferro fundidofundido
(C=(C=100100)) numanuma extensãoextensão dede 33..000000 mm.. DimensionarDimensionar oo diâmetrodiâmetro
dada tubulaçãotubulação comcom capacidadecapacidade parapara 3030 L/sL/s.. OO nívelnível dede águaágua nono
reservatórioreservatório principalprincipal éé dede 712712 mm ee cotacota dada canalizaçãocanalização nana
entradaentrada dodo reservatórioreservatório dodo bairrobairro éé 695695 mm..
m/m0057,0J17J
h
J
m17h695712h
f
ff
=⇒=⇒=
=⇒−=
m25,0Dm21,0DD000556,0X
0057,0
00000317,0X
X
00000317,00057,0
D
00000317,00057,0
D
00151,00021,00057,0
D
03,00021,0J
D
Q0021,0J
m/m0057,0J
3000
17J
L
h
J
87,4
87,4
87,487,4
852,1
87,4
852,1
f
≅⇒=⇒==
⇒=⇒=⇒=
⇒×=⇒×=⇒×=
=⇒=⇒=
44)) UmUm condutoconduto forçadoforçado (ferro(ferro fundidofundido novo,novo, revestimentorevestimento epóxico)epóxico)
dede 11,,5050 mm dede diâmetrodiâmetro ee 190190 mm dede extensãoextensão parteparte dede umauma câmaracâmara
dede extravasãoextravasão parapara conduzirconduzir 66,,22 m³/sm³/s dede águaágua parapara umum riorio cujocujo
nívelnível estáestá aa 55,,88 mm abaixoabaixo dodo nívelnível máximomáximo queque asas águaságuas poderãopoderão
atingiratingir nana câmaracâmara.. NaNa linhalinha existemexistem 44 curvascurvas dede 9090ºº.. VerificarVerificar asas
condiçõescondições hidráulicashidráulicas..
SingularidadesSingularidades
•• 11 entradaentrada dede bordaborda•• 11 entradaentrada dede bordaborda
•• 44 curvascurvas dede 9090ºº
•• 11 saídasaída dede canalizaçãocanalização
NA
∆∆=5,8 m=5,8 m
NA
Equação de HazenEquação de Hazen--WilliansWillians
Valor do coeficiente C sugerido para a fórmula de HazenValor do coeficiente C sugerido para a fórmula de Hazen--WilliansWillians
Perda de Carga Localizada utilizando o Coeficiente K (ou KPerda de Carga Localizada utilizando o Coeficiente K (ou Kss))
g
VKhs 2
2
×=
Exercício Exercício -- ExemploExemplo
VelocidadeVelocidade dada CanalizaçãoCanalização::
g2
VKh
s/m5,3V
77,1
2,6V
4
²D
2,6V
A
QV
2
s ×=
≅⇒=⇒
×
=⇒=
porasdeterminadserãoslocalizadacargadeperdasAs
pi
m625,0
g2
V
8,92
²5,3
g2
V
:
g2
V
g2
Kh
22
2
s
≅⇒
×
=
×=
se-Isola
porasdeterminadserãoslocalizadacargadeperdasAs
Exercício Exercício -- ExemploExemplo
m0,1h625,040,04h
40,0K
m625,0h625,01h
1K
ss
=⇒××=
=⇒
=⇒×=
=⇒
90ºdeCurvas4
bordadeEntrada1
Cálculos das perdas de carga localizadas:Cálculos das perdas de carga localizadas:
g
VKhs 2
2
×=
m25,2h
m625,0h625,01h
1K
m0,1h625,040,04h
s
ss
ss
∑ =
=⇒×=
=⇒
=⇒××=
ocanalizaçãdeSaída1
Equação de HazenEquação de Hazen--WilliansWillians
AA perdaperda dede cargacarga aoao longolongo dada tubulaçãotubulação éé calculadacalculada porpor
meiomeio dede fórmulasfórmulas hidráulicashidráulicas ouou ábacosábacos..
87,485,185,1
54,063,0
643,10
355,0
×××=
×××=
−− DCQJ
JDCV
54,0
63,254,063,2 279,0279,0
643,10





 ∆
×××=⇒×××=
×××=
L
DCQJDCQ
DCQJ
h
OndeOnde::
V=V= velocidadevelocidade dodo fluxofluxo (m/s)(m/s);;
D=D= diâmetrodiâmetro internointerno dada tubulaçãotubulação (m)(m);;
C=C= coeficientecoeficiente dede rugosidaderugosidade;;
J=J= perdaperda dede cargacarga unitáriaunitária (m/m)(m/m)..Exercício Exercício -- ExemploExemplo
1901062,4hLJh
m/m1062,4J
139,01007,123,29643,10J
5,11402,6643,10J
DCQ643,10J
3
ff
3
4
87,485,185,1
87,485,185,1
⇒××=⇒×=
×=
⇒××××=
⇒×××=
⇒×××=
−
−
−
−−
−−
sfhp hhHTotalPerda +=∆==
m12,3
25,287,0hh
h
hsfh
=
⇒+=⇒+=
∆
∆∆
m87,0h
1901062,4hLJh
f
ff
≅
⇒××=⇒×=
Exercício Exercício -- ExemploExemplo
sfhp hhHTotalPerda +=∆==
OK!
m12,3
25,287,0hh
h
hsfh
=
⇒+=⇒+=
∆
∆∆
NA
∆∆=5,8 m=5,8 m
NA