Lista de exercícios- Orifícios, bocais e tubos curtos

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Lista de exercícios 3 – Orifícios, bocais e tubos curtos 
 
1. Um transmissor diferencial de pressão (medidor eletrônico de pressão diferencial) está acoplado a 
um diafragma (placa de orifício) cujo coeficiente de descarga vale 0,62. O diâmetro da tubulação é 
50 mm e o diâmetro do orifício é 25 mm. A tubulação e a placa de orifício estão instaladas sobre 
superfície nivelada, ou seja, Z1=Z2. O líquido conduzido é água, cujo peso específico é 9810 N/m³. 
Quando a pressão diferencial indicada pelo transmissor é de 81 kPa, qual é a vazão conduzida através 
da placa de orifício? Expresse o resultado em m³/h. 
 
2. Objetivando-se calibrar um diafragma de 30 mm de diâmetro instalado numa tubulação de 50 mm 
de diâmetro, utilizou-se um tanque volumétrico de formato cilíndrico com 1,5 m de diâmetro para 
coletar o volume de água descarregado num intervalo de tempo e, deste modo, determinar a vazão. 
Quando o manômetro diferencial acusava uma deflexão manométrica de 150 mm de coluna de 
mercúrio, havia variação do nível d’água no tanque volumétrico de 47,02 cm em 5 minutos. Estime 
o coeficiente de descarga da placa de orifício. (Tubulação em nível: Z1=Z2; Peso específico do 
mercúrio = 13600 kgf/m³). 
 
3. Calcule o diâmetro de um orifício de formato circular, pequeno e de parede fina, cujo coeficiente de 
descarga é 0,62. A carga hidráulica sobre o centro do orifício é de 2 m. A vazão através do orifício 
deve ser 1800 m³/h. Apresente o diâmetro em cm. 
 
4. Calcule a densidade mínima do líquido indicador do manômetro diferencial que está acoplado ao 
diafragma da figura abaixo, sabendo que a vazão máxima prevista é de 80 L/s. 
Dados: 
- diâmetro da canalização = 200 mm; 
- diâmetro do diafragma = 120 mm; 
- Cd = 0,62 
- comprimento da régua graduada = 1 m (deflexão manométrica máxima) 
- líquido em escoamento = H2O 
- Z1 = Z2 
 
5. A velocidade na seção contraída do jato que sai de um orifício de 5 cm de diâmetro, sob uma carga 
de 4,5 m é de 9,1 m/s. Qual o valor dos coeficientes de velocidade, contração e descarga, sabendo-
se que a vazão é de 11,2 L/s. 
 
6. Que dimensões deve ter o orifício quadrado da figura abaixo para fornecer uma vazão de 500 L/s? 
(Cd = 0,61). 
 
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7. Qual a vazão de uma comporta retangular com 0,60 m de largura e 1,00 m de altura, estando o nível 
da água a 0,20 m acima do seu bordo superior. A comporta tem descarga livre, e o seu coeficiente 
de descarga é 0,6. (Orifício grande) 
 
8. Um tanque de 3,5 m de comprimento e 1,5 m de largura contém uma lâmina d’água de 1,2 m. Qual 
será o tempo necessário para abaixar a altura d’água para 30 cm, se um orifício de 75 mm de 
diâmetro for aberto no fundo do tanque. (Dado: Cd = 0,61) 
 
9. Um tanque retangular de base 5 m x 1,2 m, contém uma lâmina d’água de 1,2 metros de altura. 
Sabendo-se que para esvaziar o tanque através de um orifício de 100 mm, localizado no fundo do 
mesmo, gasta-se 10 minutos, calcule o coeficiente de descarga desse orifício. 
 
10. Um tanque é completamente esvaziado através de um orifício de fundo (cc = 0,60; cv = 1,00) em 60 
minutos. Calcule o novo tempo de esvaziamento após adaptarmos ao orifício um bocal cilíndrico de 
mesmo diâmetro interno, porém com cc = 1,00 e cv = 0,8. 
 
11. Um bocal cônico, com cc = 1 e cv = 0,95 e 50 mm de diâmetro na seção de saída, está adaptado à 
extremidade de um conduto de 150 mm. Qual a carga de pressão que deve ser mantida no conduto 
de 150 mm próximo da entrada do bocal, para que o mesmo forneça 40 L/s? (considere Z1=Z2) 
 
12. Um aspersor com 1 bocal fornece uma vazão de 5 m³/h na pressão de 2,5 kgf/cm2. Calcule a vazão a 
ser fornecida quando a pressão for de 3,5 kgf/cm2. 
 
Gabarito: 
1. 14,4 m³/h 
2. 0,60 
3. 40,5 cm 
4. 3,219 
5. Cc = 0,627; Cv=0,968; Cd=0,607 
6. 0,304 m 
7. 1,384 m³/s 
8. 8,163 minutos 
9. 0,6298 
10. 45 minutos 
11. 20,892 m 
12. 5,916 m³/h 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Exercícios obtidos ou adaptados de: DUARTE, S. N.; BOTREL, T. A.; FURLAN, R. A. Apostila de exercícios de 
hidráulica. ESALQ/USP. 1996