A1 Hidráulica - Unisuam - Frederico

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CURSO: Engenharia Civil 
TURMA: CIV0701N VISTO DO COORDENADOR PROVA TRAB. GRAU RUBRICA DO 
PROFESSOR 
DISCIPLINA: HIDRÁULICA AVLIAÇÃO REFERENTE: A1 A2 A3 
PROFESSOR: FREDERICO MENEZES COELHO MATRÍCULA: Nº NA ATA: 
DATA: 05/10/17 NOME DO ALUNO: 
UNIDADE: UNISUAM-RJ-BG (BANGU) 
Obs.: Não é permitido o uso de equipamentos eletrônicos (exceto calculadora); 
Essa prova escrita vale 8,0 pontos e o trabalho 2,0 pontos. 
 
1 – Um sistema de abastecimento de água é geralmente composto por unidades na seguinte sequência: 
captação de água bruta; transporte de água bruta; estação de tratamento; transporte de água tratada; 
reservatórios de distribuição; tronco distribuidor; rede distribuidora; e ligações prediais, antes de chegar a 
água potável ao consumidor. Nesse sistema, pode-se afirmar que o regime normalmente é permanente 
(grandezas não variam com o tempo) e o fluido (água) é incompressível, logo, os problemas hidráulicos 
podem ser resolvidos pela equação da conservação de energia de Bernoulli (energia total hidráulica é a 
soma das energias: potencial Z; piezométrica ou de pressão p/γ; e cinética v²/2g) e pela equação da 
continuidade para as vazões transportadas (Q=A.v). Adicionalmente, é sabido que as linhas das alturas de 
água correspondem às linhas piezométricas ao longo dos tubos (condutos forçados, por pressão ou 
gravidade, ou condutos livres por gravidade), entre reservatórios ou não, que consideram sempre as 
perdas de energia hidráulica ao longo do trajeto da água antes de chegar ao seu destino final. 
 
Com base nesses conceitos, resolva as questões adiante. 
 
a) (1,0ponto. NÍVEL 2). Em 04 de janeiro de 2017, uma adutora de água potável da CEDAE se rompeu 
e formou um chafariz gigante na Zona Oeste do Rio de Janeiro, na Estrada do Lameirão, em 
Santíssimo (vide figura adiante). Sabendo que a altura d’água chegou a cerca de 15m a partir do 
terreno acabado, e que essa adutora de grande diâmetro está a 5m de profundidade (cota da geratriz 
inferior do tubo), determine a carga de pressão no trecho rompido (um conduto forçado sob pressão). 
 
 
Disponível em: https://g1.globo.com/rio-de-janeiro/noticia/adutora-rompe-e-forma-chafariz-gigante-na-zona-oeste-do-rio.ghtml 
 
A) 5m B) 15m C) 20m D) 25m E) -5m 
15m 
5m 
 
 
 
b) (ENADE, 1,5ponto. NÍVEL 1.). Os sistemas de transporte de água de abastecimento e de coleta de 
esgotos sanitários devem ser, respectivamente, projetados e calculados como 
A) condutos forçados e condutos livres. 
B) condutos livres e condutos forçados. 
C) condutos sob pressão igual a atmosférica. 
D) condutos por gravidade e condutos forçados. 
E) condutos sob pressão diferente da atmosférica. 
 
 
c) (ENADE, 1,0ponto. NÍVEL 2). O esquema da figura mostra uma tubulação vertical com diâmetro 
constante, por onde escoa um líquido para baixo, e a ela estão conectados dois piezômetros com suas 
respectivas leituras, desprezando-se as perdas. 
 
 
 
A esse respeito, considere as afirmações a seguir. 
I - A energia cinética é a mesma nos pontos (1) e (2). 
II - A pressão estática no ponto (1) é menor do que no ponto (2). 
III - A energia total no ponto (1) é menor do que no ponto (2). 
IV - A energia cinética e a pressão estática no ponto (1) são menores do que no ponto (2). 
V - A energia cinética e a pressão estática no ponto (1) são maiores do que no ponto (2). 
 
Cabe ainda esclarecer que pressão estática é a pressão nas condições hidrostáticas (sem perdas de carga) e 
a pressão dinâmica corresponde a pressão nas condições hidrodinâmicas (com as perdas de carga). 
 
Assim, considerando os conceitos de conservação de energia e de continuidade citadas anteriormente, são 
corretas APENAS as afirmações 
A) I e II 
B) I e III 
C) II e IV 
D) III e V 
E) IV e V 
 
 
 
 
 
d) (SANEPAR, 0,5ponto. NÍVEL 2). A análise dimensional é uma ferramenta poderosa e simples para 
avaliar e deduzir relações físicas. A similaridade é um conceito diretamente relacionado que consiste 
basicamente na equivalência de experimentos ou fenômenos que são, na realidade, diferentes. 
Naturalmente, os métodos são genéricos e de ampla utilização. Referentes às grandezas hidráulicas e à 
fórmula dimensional, considere as afirmativas a seguir, sendo a massa (M), o comprimento (L) e o 
tempo (T). 
 
I. Força = M · L · T−2 
II. Viscosidade = M · L · T−1 
III. Vazão = L3 · M0 · T−1 
IV. Pressão = L−1 · M · T−2 
 
Assinale a alternativa correta. 
A) Somente as afirmativas I e II são corretas. 
B) Somente as afirmativas I e IV são corretas. 
C) Somente as afirmativas III e IV são corretas. 
D) Somente as afirmativas I, II e III são corretas. 
E) Somente as afirmativas II, III e IV são corretas. 
 
 
 
2 – No dimensionamento de tubulações, fatores como rugosidade do material dos tubos ou, ainda, 
inclusão de peças especiais e conexões elevam a turbulência, provocam atritos e causam o choque de 
partículas, o que origina as perdas de carga. Essas perdas são classificadas em perdas contínuas ao longo 
dos condutos, por resistência, ocasionadas pelo movimento da água na própria tubulação, e em perdas 
locais ou localizadas, provocadas pelas peças especiais e demais singularidades de uma instalação. 
 
Considerando as perdas nas tubulações (ou condutos) e nos demais acessórios, faça o que se pede 
adiante. 
 
a) (ENADE, 0,5ponto. NÍVEL 2). Considere uma tubulação de PVC com comprimento L, diâmetro D e 
rugosidade absoluta das paredes internas ε transportando água à vazão Q. 
Mantidas as condições topográficas, mesmo material e mesmo fluido, avalie as afirmações a seguir. 
 
I. A vazão Q não sofre variação com o comprimento L. 
II. A vazão Q diminui com a redução do diâmetro D. 
III. A vazão Q diminui com o aumento da rugosidade absoluta ε. 
 
É correto o que se afirma em 
A) I, apenas. 
B) II, apenas. 
C) I e III, apenas. 
D) II e III, apenas. 
E) I, II e III. 
 
 
 
 
 
 
 
b) (ENADE, 1,0ponto. NÍVEL 2). A figura a seguir mostra uma adutora composta por dois trechos em 
série, ligando dois reservatórios. Sabe-se que a vazão de escoamento é Q e que L1, L2, D1 e D2 
representam, respectivamente, os comprimentos e diâmetros dos trechos 1 e 2. 
 
 
 
Dados: Equação Universal de perda de carga → 
Onde: k= coeficiente proporcional ao fator de atrito. 
Despreze as perdas de carga localizadas e considere que é o mesmo tipo de material com a mesma idade 
de uso, para os tubos da adutora nos dois trechos. 
Determine analiticamente a diferença de nível H em função dos demais parâmetros. 
 
Resposta: 
A aplicação da Equação de Bernoulli entre as superfícies dos reservatórios permite concluir que a perda 
de carga total corresponde ao desnível H. 
 
Como os trechos 1 e 2 estão em série, esta perda é igual à soma das perdas dos trechos. 
Assim: 
H = Δh = Δh1 + Δh2 
 
Como é o mesmo material com a mesma idade, k = k1 = k2. Além disso, pela equação da continuidade 
para trechos em série, tem-se Q = Q1 = Q2. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
c) (ENADE, 1,5ponto. NÍVEL 3). O esquema da figura 1 a seguir apresenta a vista lateral de um trecho 
de tubulação em regime permanente, com diâmetro constante de 200mm e para a qual há um desnível 
de 8m entre os trechos horizontais. As cargas de pressão disponíveis nas seções A e B são de, 
respectivamente, 24m e 10 m. O gráfico da figura 2 adiante relaciona a vazão da tubulação (l/s) com a 
perda de carga contínua (x10-3m/m) para dois valores de diâmetros de tubos constituídos do mesmo 
material da tubulação. 
 Figura 1 
 Figura 2 
Com base nos dados apresentados e considerando apenas as perdas de carga contínuas, conclui-se que a 
vazão na tubulação é de 
A) 26 L/s. 
B) 33 L/s. 
C) 38 L/s. 
D) 43L/s. 
E) 48 L/s. 
Essa questão somente será plenamente computada com o desenvolvimento dos cálculos. 
Resposta: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3 - (1,0ponto. NÍVEL 2). Um sistema de coleta, transporte, tratamento e destino final de esgotos 
sanitários de uma grande cidade no Estado do Rio de Janeiro apresenta uma linha de recalque existente de 
1.500m de extensão, com 800mm de diâmetro interno, fabricado em ferro fundido e em péssimo estado 
de conservação, após anos de uso (100 anos), sendo que seu coeficiente de rugosidade de Hazen-Williams 
medido ficou em C=80. Contudo, para resolver o problema de diminuição da vazão, originalmente 
dimensionada para 450L/s, após os devidos cálculos pelo engenheiro projetista hidráulico, o engenheiro 
de obra da companhia de saneamento estadual substituirá esses tubos por outros novos, para transportar a 
vazão original (inicial). Nesse caso, será por meio de uma tubulação de polietileno de alta densidade nova 
(coeficiente de rugosidade de Hazen-Williams C=150), de mesmo diâmetro interno. Com base nessas 
informações e desprezando as perdas de carga localizadas, calcule as perdas de carga nessas tubulações, 
por meio da equação de Hazen-Williams, tanto para a situação atual quanto após a substituição do tubo 
velho. Compare essas perdas entre si em termos percentuais, pois representam na prática o ganho de 
vazão após essa empreitada. 
 
Resposta: