Exercícios sistemas de tubulações 2019

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LISTA DE EXERCÍCIOS DE HIDRÁULICA
1) Uma canalização de ferro fundido (c=- 100), de 1000 metros de comprimento e 200 mm de diâmetro que conduz água por gravidade de um reservatório, possui na extremidade um manômetro e um registro, como mostra a figura abaixo. Sabendo-se que o manômetro acusa uma leitura de 2 Kgf/cm2 quando o registro está totalmente fechado, calcule a vazão para uma leitura manométrica de 1,446 Kgf/cm2. (Despreze as perdas de carga localizadas e a energia cinética; use a equação de Hazen-Williams). (Resp: 24,5 l/s)
 2) Utilizando a equação de Hazen-Williams, calcular a vazão que pode ser obtida com uma adutora de ferro fundido com 15 anos de uso (C=100), 200 mm de diâmetro e 3.200 m de comprimento, alimentada por um reservatório cujo nível na cota 338. O conduto descarrega à atmosfera na cota 290. Calcular: 
a) Desprezando a perda de carga localizada na salda do reservatório e a energia cinética.
b) Considerando a perda de carga localizada na saída do reservatório igual a 0,5 v2/2g e a energia 
 cinética (v2/2g).
(Resp: a) Q = 41,89 l/s b) Q = 41,82 l/s)
3) Um reservatório cujo nível d água está localizado no cota 100 abastece o ponto (1) a 1000m de distância, localizado no cota 51, através de uma adutora de cimento amianto (C=140) de 100 mm de diâmetro, com uma pressão de chegada de 10 m.c.a., como mostra o esquema abaixo. Calcule o diâmetro teórico para que ò adutora de PVC (C=150) abasteça o ponto (2) a 500m de distância, localizado no cota 61, com uma pressão de chegada de 5 m.c.a., e com a metade da vazão da adutora que abastece o ponto (1). (Usar Hazen-Willians) (Resp: D = 66,9 mm)
4) Uma canalização de ferro fundido (C=100) de 1000m de comprimento e 200 mm de diâmetro conduz água de um reservatório até um ponto situado numa cota 20m abaixo. Na extremidade da canalização há um manômetro para leitura da pressão e um registro para o controle da vazão, como mostra a figura abaixo. Calcule a pressão a ser lida no manômetro, quando a vazão for a metade daquela que escoa com o registro totalmente aberto. (Despreze as perdas localizadas e a energia cinética, use a fórmula de Hazen-Williams). (Resp: 14,47 m.c.a.)
5) Três canalizações novas de ferro fundido formam a tubulação mista da Fig.abaixo. Tem a primeira 300 mm de diâmetro em 360m; a segunda, 600 mm de diâmetro em 600 metros; e a terceira, 450 mm em 450 metros. Determinar-lhe a perda de carga, excluídas as perdas acidentais, para a descarga de 226 l/seg.
(Usar Hazen-Williams - C = 100) (Resp: hf = 20,9 m)
 6) Três canalizações novas de ferro fundido de 30 metros de comprimento cada uma e diâmetros de 300 mm, 250 mm e 200 mm, 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 1/seg. 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). (Resp : Hf = 14,55 m)
7) Calcular a vazão da tubulação esquematizada abaixo:
	Dados:
	- C = 140 (Hazen-Williams)
	- L1 = 550m
	- L2 = 450m
	- D1 = 63 mm
	- D2 = 50mm
Desprezar as perdas localizadas.
	
(Resp: Q = 3,77 l/s)
8) Um conduto de 2 Km de comprimento interliga 2 reservatórios. A vazão é de 500.000 1/hora em virtude da diferença entre os níveis d'água dos reservatórios. O primeiro quilômetro de conduto tem Dl = 300 mm e f = 0,02 e o segundo tem D2 = 500 mm e f = 0, 018. Desprezadas as perdas locais, calcular a perda de carga total nesta tubulação, usando a Fórmula Universal.
(Resp: Hf = 14,05 m)
9) No sistema adutor mostrado na figura abaixo, todas as tubulações são de aço soldado com algum uso, coeficiente de rugosidade da equação de Hazen-Williams C = 120. O traçado impõe a passagem da tubulação pelo ponto B de cota geométrica 514,40 m. O diâmetro do trecho CD é de 6” e a vazão descarregada pelo reservatório superior é de 26 l/s. Dimensione os outros trechos, sujeito a:
 a)	a carga de pressão mínima no sistema deve ser de 2,0 mH20;
 b)	as vazões que chegam aos reservatórios E e D devem ser iguais.
Despreze as perdas de carga localizadas e as cargas cinéticas.
	
No sistema hidráulico da figura a seguir, determinar o diâmetro do trecho (2) e o nível d’água N3 do reservatório R3, admitindo que as tubulações sejam de ferro fundido usadas (C = 100 na fórmula de Hazen-Willlians).
	
Que vazão deve fornecer a bomba da figura abaixo quando a vazão através da tubulação de 90 cm foi de 1200 l.s-1, e qual a altura de pressão em A. Desprezar a carga cinética.
	
12) Para o abastecimento d’água de uma cidade nas horas de maior consumo são necessários 50l.s-1, que são fornecidos por um reservatório com nível na cota 220,0 m, através de uma adutora de 250 mm de diâmetro e 3 Km de comprimento, com uma pressão de 15 m no ponto B, onde começa a rede de distribuição. Para atender o crescimento da cidade, quando a solicitação chegar a 75 l.s-1, foi prevista a construção de um reservatório de compensação de 600 m3 de capacidade, com o nível da cota de 201,5 m a 1 km de distância B.
a) Calcular o diâmetro da canalização R2B, para que o reservatório R2 forneça 28,4 l.s-1, mantendo-se a pressão em 15 m.c.a. em B.
b) Verificar se R2 pode ser enchido em 6 horas, durante a noite, quando a solicitação em B é praticamente nula.
c) Calcular até que valor de solicitação em B, o reservatório R2 recebe água de R1.