1ª Lista de Exercicio - PERDA DE CARGAS -

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Disciplina: 5HICU - Hidráulica Aplicada - 2019.2
Professor: Mateus Almeida Cunha	
Temas: Conceitos Introdutórios, Escoamento em Condutos Forçados Simples, Escoamento em Sistemas de Condutos Forçados.
1ª Lista de Exercícios
Diferencie condutos forçados de condutos livres e cite alguns exemplos.
O que são perdas de carga e quais os seus tipos?
Uma adutora fornece a vazão de 150L/s, através de uma tubulação de aço soldado, revestida com esmalte, diâmetro de 400mm e 2km de extensão. Determinar a perda de carga na tubulação, por meio da equação de Hazen-Williams, e comparar com a fórmula Universal da perda de carga.
(Resp: ΔH' = 6,8m - Hazen-Williams; 5,08m ≤ ΔH' ≤ 6,90m - Fórmula Universal)
Dois reservatórios com 30,15m de diferença de nível são interligados por um conduto medindo 3.218m de comprimento e diâmetro igual a 300mm. Os tubos são de ferro pichados com 30 anos de uso (C = 80). Qual a vazão disponível, considerando que a adução ocorre por gravidade em conduto fechado?
(Resp: Q = 0,075m³/s ou 75L/s)
Determine a vazão e a velocidade de uma adutora, cuja tubulação possui 2.892m de comprimento e 600mm de diâmetro, construída com ferro fundido pichado (C = 115) alimentada (por gravidade, conduto fechado) por um reservatório situado a 13,45m acima da descarga. 
(Resp: Q = 0,450m³/s ou 450L/s; v = 1,59m/s)
Três canalizações novas de ferro fundido de 30m de comprimento cada uma e diâmetros de 300mm, 250mm e 200mm, respectivamente, formam uma tubulação mista. A de maior diâmetro sai de um reservatório e a menor descarrega livremente no ar, sendo bruscas todas as mudanças de diâmetros. Calcule a perda de carga total para uma vazão de 192L/s. Use Hazen-Williams (C = 100) para o cálculo das perdas distribuídas e expressão hfl = Kv²/2g para o cálculo das perdas de carga acidentais. Considere:
	- Gravidade = 9,81m/s²
	- Entrada na canalização normal (K = 0,5)
	- Contrações (K = 0,15)
	- Saída da tubulação (K = 1,0)
(Resp: ΔH' = 11,26m; ΔH" = 2,26m; ΔHtotal = 13,52m)
Dois reservatórios (R1 e R2) possuem seus níveis de água constantes e nas cotas 75m e 60m, respectivamente. Uma adutora, composta por dois trechos em série, interliga esses dois reservatórios. Tendo em vista as características da adutora apresentadas a seguir, pede-se para determinar a vazão escoada. 
	- Trecho 1: D1 = 400mm; L1 = 1.000m; coeficiente de perda de carga C1 = 110.
	- Trecho 2: D2 = 300mm; L2 = 500m; coeficiente de perda de carga C2 = 90.
Nota: sendo D o diâmetro da tubulação, L a extensão da adutora, utilize a fórmula de Hazen-Williams para o cálculo da perda de carga. 
(Resp: Q = 0,135m³/s)
De um reservatório com NA1 na cota 1.220,80m, parte uma adutora de tubos de fºfº velhos (C = 100) com 1.650,00m de extensão e 200 mm de diâmetro conduzindo água para um outro reservatório com NA2 na cota 1.185,65m. Determine a vazão do escoamento empregando a expressão de Hazen-Williams. 
(Resp: Q = 0,050m³/s)
A ligação entre dois reservatórios, mantidos em níveis constantes, é feita por duas tubulações em paralelo. A primeira, com 1.500m de comprimento, 300mm de diâmetro, com fator de atrito (f) igual a 0,032 e transporta uma vazão de 0,056m³/s de água. Determine a vazão transportada pela segunda tubulação, com 3.000m de comprimento, 600mm de diâmetro, e fator de atrito (f) igual a 0,024. 
(Resp.: Q = 0,259m³/s)
Três canalizações novas de ferro fundido de 30 metros de comprimento cada uma e diâmetros de 300mm, 250mm e 200mm, formam uma tubulação mista. A de maior diâmetro sai de um reservatório e a menor descarrega livremente no ar, sendo bruscas todas as mudanças de diâmetro. Calcular-lhe a perda de carga total para Q = 192 L/s. Usar Hazen-Williams (C = 100) para o cálculo das perdas normais e a expressão hfl = K.V2/2g para o cálculo das perdas acidentais. Considerar:
	- Entrada na canalização normal (K = 0,5)
	- Contrações (K = 0,15)
	- Saída da tubulação (K = 1,0).
(R.: ΔHT = 13,52m).
Um sistema de canalizações em série consta de 1800m de canos de 50cm de diâmetros, 1200m de canos com 40cm e 600m com 30 cm. Pede-se:
		a) comprimento equivalente de uma rede de diâmetro único de 40cm, do mesmo material. (Resp.: Leq = 4.243m).
		b) o diâmetro equivalente para uma canalização de 3600m de comprimento. (Resp.: Deq = 38,7cm).
Obs: Use a fórmula de Hazen-Williams e despreze as perdas localizadas nas mudanças de diâmetro.
Duas tubulações para as quais C = 120, ligadas em série, escoam 134 L/s sob a perda de carga de 8,10m. Cada uma delas mede 300 metros de comprimento. Qual o diâmetro de uma sendo o da outra de 450mm, não se levando em conta nos cálculos as perdas acidentais? (Usar Hazen-Williams). 
(Resp.: Deq = 261mm).
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 10L/s de água, determinar as vazões em todas as tubulações e o desnível H entre os reservatórios. A instalação está em um plano horizontal e o coeficiente de rugosidade da fórmula de Hazen-Willians, de todas as tubulações, vale C=130. Despreze as perdas de carga localizada e as cargas cinéticas nas tubulações. 
(Resp.: QBC = 29,1L/s; QCD = 39,1L/s; QDE = 20,73L/s; QDF = 18,37L/s; ΔHAC = ΔHBC = 1,79m; ΔHCD = 2,29m; ΔHDE = ΔHDF =1,91m)
Prof. Mateus Almeida Cunha	Página 1