HIDRÁULICA APLICADA prova N2

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Usuário
	JOACIR FIRMINO COSTA
	Curso
	2020.1 HIDRÁULICA APLICADA [EADH100 - B2]
· Pergunta 1
1 em 1 pontos
	
	
	
	Os canais são obras de engenharia que permitem ao homem conduzir a água por caminhos pré-especificados. No entanto, alguns cuidados são necessários, como por exemplo, conhecer o desempenho de um possível ressalto hidráulico que venha a ocorrer a jusante de determinado obstáculo. Utilize como referência a tabela abaixo.
 
	Froude
	Descrição do ressalto hidráulico
	Dissipação
	Fr < 1,0
	Impossível, porque viola a 2a lei da termodinâmica
	 
	1,0 < Fr < 1,7
	Ressalto ondulante , ou com ondas estacionárias, de comprimento em torno de 4h 2
	menos de 5%
	1,7 < Fr < 2,5
	Ressalto fraco; Elevação suave da superfície com pequenos redemoinhos;
	de 5% a 15%
	2,5 < Fr < 4,5
	Ressalto oscilante ; instável; cada pulsação irregular cria uma grande onda que pode viajar a jusante por quilômetros, danificando margens, aterros e outras estruturas. Não recomendado para condições de projeto.
	de 15% a 45%
	4,5 < Fr < 9,0
	Ressalto permanente ;  estável, bem balanceado; é o de melhor desempenho e ação, insensível às condições a jusante. Melhor faixa de projeto.
	de 45% a 70%
	Tabela 1: Classificação dos ressaltos segundo o número de Froude Fonte: White (2011, p. 726), adaptado pelo autor
 
Neste sentido, assinale a alternativa que indique se haverá, e em caso positivo, qual o tipo de ressalto que ocorrerá se, antes do obstáculo a água se deslocar com velocidade de 8 m/s e altura 0,26 m:
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	 
ressalto permanente
 
 
	Resposta Correta:
	 
ressalto permanente
 
 
	Feedback da resposta:
	Resposta correta. A alternativa está correta, pois o requisito básico para se definir se haverá ressalto num canal, é o número de Freud. Este é calculado em função da velocidade e da altura de montante, conforme a seguinte equação:
Com os dados fornecidos temos: 
Para Fr =5, consultando a tabela fornecida no enunciado, temos que se trata de um ressalto permanente.
	
	
	
· Pergunta 2
1 em 1 pontos
	
	
	
	A engenharia hidráulica possui, entre suas atribuições, a tarefa de estabelecer relações de funcionamento entre dois ou mais reservatórios, o que se constitui num problema clássico da operacionalização da distribuição de água nas cidades. Numa interligação entre dois reservatórios, o traçado do plano de carga efetivo se dá através de um traço. Como se dá, geometricamente, esse traço? Assinale a alternativa correta.
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	 
Horizontal a partir do nível do reservatório superior.
	Resposta Correta:
	 
Horizontal a partir do nível do reservatório superior.
	Feedback da resposta:
	Resposta correta. A alternativa está correta, pois o plano de carga efetivo é um traço que liga os níveis dos dois reservatórios. Além disso, o plano de carga efetivo também serve como referência para o plano de carga absoluto, o qual é traçado com uma paralela acima do efetivo.
	
	
	
· Pergunta 3
1 em 1 pontos
	
	
	
	Você é chamado para diagnosticar a causa de ruídos num conjunto motor-bomba cujo NPSH req
é 5 m . Em primeiro lugar você verificará se há possibilidade de estar havendo cavitação. Para tanto irá calcular o valor do NPSH disp . Considere a instalação ao nível do mar, pressão de vapor 0,24 m, soma das perdas na sucção 0,331 m e 2,3 m a altura entre o nível da água no poço de sucção até o eixo da bomba. Para tanto você irá utilizar a fórmula para NPSH disp que é   em seguida, assinale a alternativa correta.
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	 
7,5 m
	Resposta Correta:
	 
7,5 m
	Feedback da resposta:
	Resposta correta. A alternativa está correta, pois o cálculo é feito por
Sabendo que                          =10,336 m
e com os demais dados fornecidos no enunciados, ficamos com
	
	
	
· Pergunta 4
0 em 1 pontos
	
	
	
	Uma fabricante de tubos para construção civil recebeu uma encomenda na qual é solicitado que produza uma tubulação de cimento-amianto(k = 4,4) para que resista a uma sobrepressão máxima de 58,2 mca em fechamento lento, numa tubulação de 800 m de comprimento. A velocidade com que a água irá trafegar é de 2,5 m/s, qual deverá ser a espessura da tubulação? Para o cálculo da sobrepressão máxima, considere a utilização da fórmula  . Assinale a alternativa correta:
	
	
	
	
		Resposta Correta:
	 
261 mm
	Feedback da resposta:
	Sua resposta está incorreta. A alternativa está incorreta, pois como informado no enunciado, trata-se de uma manobra lenta, utiliza-se a equação
Onde, o valor procurado (e) está em  .
Colocando os valores fornecidos: e como 
ficamos com:                                      , resolvendo temos C = 1315.
Fazendo , temos então e = 261 mm.
	
	
	
· Pergunta 5
0 em 1 pontos
	
	
	
	A fórmula mais utilizada para dimensionamento hidráulico, na atualidade, é a equação de Hazen-Williams. Isto se justifica em função da utilização das calculadoras atuais e mesmo de programas de computador que facilitam bastante o cálculo. Nesse sentido, utilizando a equação de Hazen-Williams calcule a vazão de tráfego, em m 3 /s, em uma tubulação de PVC, nova, de 980 m de comprimento, de 300 mm de diâmetro, para uma perda de carga total de 105 m. Em seguida, assinale a alternativa que apresenta a resposta correta.
 
 
	
	
	
	
		Resposta Correta:
	 
1,88 m3/s.
	Feedback da resposta:
	Sua resposta está incorreta. A alternativa está incorreta, pois observe que, colocando os valores fornecidos na equação de Hazen-Williams, obtendo o valor de 140 para o coeficiente C, para PVC, da tabela 2.3.1 e lembrando que J = hf / L, temos: (105/980) = 10,643 x Q 1,85 x 140 -1,85 x (300/1000) -1,85. O que resulta, para a vazão, 1,88 m 3/s.
 
 
	
	
	
· Pergunta 6
1 em 1 pontos
	
	
	
	Uma das expressões mais utilizadas na ciência da Hidráulica é a equação de Bernoulli, que equaciona a relação entre as parcelas de energia cinética, piezométrica e de posição, entre dois pontos.   Diversos teoremas e novas relações têm sua fonte nessa equação. Através da equação de Bernoulli, das expressões a seguir, qual é a que nos fornece a variação de pressão entre dois pontos, que estão no mesmo nível e onde a velocidade permanece a mesma?
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	 
Δp = (p 1 - p 2 ) Z 1.
	Resposta Correta:
	 
Δp = (p1 - p2 ) Z1.
	Feedback da resposta:
	Resposta correta. Sua resposta está correta. Considerando que as velocidades são iguais, elas podem ser simplificadas na equação, o mesmo acontecendo com z1 e z2 devido ao fato de os pontos estarem no mesmo nível. Isso faz com que restem apenas os termos correspondentes às pressões e à perda de carga. Isoladas as pressões ficaremos com a expressão Δp = (p 1 - p 2 ) Z 1
	
	
	
· Pergunta 7
1 em 1 pontos
	
	
	
	Um canal circular, de diâmetro 1,5 m deverá permitir o tráfego de água com uma medida de vazão de 7 m 3 /s de água. O canal será construído de um material que resulta em um coeficiente de Manning de 0,012. Considere a importância que deve ter para o perfeito atendimento das condições hidráulicas, a declividade ideal.
 
Neste sentido, assinale a alternativa que indique a declividade para que o canal, atendendo os preceitos de máxima eficiência, atinja os objetivos programados:
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	 
0,089 m/m
	Resposta Correta:
	 
0,089 m/m
	Feedback da resposta:
	Resposta correta. A alternativa está correta, pois, para encontrarmos a declividade, utilizaremos a equação geral de Manning para canais Q = (1/n) Am. R h 2/3.I 0,5
Lembrando que para canal circular de máxima eficiência h = 0,95 D = 0,95 x 1,5 = 1,425 m, primeiro vamos descobrir o ângulo  Com o ângulo definido podemos calcular:
Am = 0,125.D 2 ( = 0,125 x 1,5 2 (5,38 - sen 154 o)=1,39 m 2
Pm = 0,5 x D x  = 0,5 x 1,5 x 5,38 = 4,035 m
Rh = Am / Pm = 1,39 / 4,035 = 0,344 m
Agora, usando Manning:        7 = (1/0,012) x 1,39 x 0,344 3/2 x I 0,5
O que resulta em I = 0,0897 m/m.
	
	
	
· Pergunta 8
1 em 1 pontos
	
	
	
	Numa determinada localidade pretende-se represar um pequeno riacho no topo de uma montanha paracanalizar água até o sopé e girar uma turbina. A velocidade recomendada de chegada na água na turbina é 3 m/s. Qual a altura em que deverá ser construída a barragem, para que uma tubulação de 150 mm de diâmetro, de 600 m de comprimento, de PVC, consiga fornecer as condições necessárias? Assinale a alternativa que apresenta a resposta correta.
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	 
31 m.
	Resposta Correta:
	 
31 m.
	Feedback da resposta:
	Resposta correta. A alternativa está correta, pela equação de Hazen-Williams, após fazer Q = V x A = 3 x 0,150 2/4= 0, 053 m 3/s, lembrando que J = hf/L, e considerando que, nesse caso, toda a perda de carga deverá ser convertida em energia (para girar a turbina), temos que:
=0,0512
O que resulta num valor de 31 m para a perda de carga, que vem a ser o próprio desnível desejado.
	
	
	
· Pergunta 9
1 em 1 pontos
	
	
	
	Na maioria das vezes, numa instalação urbana, o sistema de tubulações adquire diversas formações. Esse fato traz para o projetista a necessidade de enfrentar frequentemente situações como a que se segue. Considere um sistema de tubulações interligadas, conforme o esquema a seguir. Calcule a vazão, em m 3 /s, no trecho 2a3 se temos as seguintes configurações:
Figura: Esquema da tubulação do problema
Fonte: Elaborada pelo autor.
	Trecho-->
	1-2
	2a3
	2b3
	3-4
	D
	0,100
	0,080
	0,050
	0,100
	L
	549
	480
	457
	430
	C
	120
	130
	120
	120
Tabela: Dados para a solução do problema
Fonte: Elaborada pelo autor.
 
Assinale a alternativa correta:
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	 
0,024 m 3 /s.
	Resposta Correta:
	 
0,024 m3 /s.
	Feedback da resposta:
	Resposta correta. Sua resposta está correta. Uma das estratégias que podem ser utilizadas para resolver esse problema é, primeiramente, substituir o trecho em paralelo por uma tubulação equivalente. Depois disso, ficamos com uma sequência de três tubulações em série, com todos os valores conhecidos. Um desses valores é justamente a perda de carga, que irá completar o dado que falta para o cálculo da vazão no trecho 2a3.
	
	
	
· Pergunta 10
1 em 1 pontos
	
	
	
	Qual a vazão, em m 3 /s, proporcionada por uma associação de tubulações em série que vai dar lugar a uma equivalente? Uma das tubulações em série possui comprimento de 200 m, diâmetro 150 mm e coeficiente de H-W 120. A outra possui comprimento 300 m, diâmetro 100 mm e coeficiente de H-W 110. A tubulação que vai substituir ambas seguirá o mesmo trajeto. O desnível atingido pelo sistema é de 10 m. Assinale a alternativa correta:
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	 
0,011 m 3 /s.
	Resposta Correta:
	 
0,011 m3 /s.
	Feedback da resposta:
	Resposta correta. Sua resposta está correta. Um dos caminhos que podem ser usados para chegar à resposta correta é o seguinte: o valor da vazão pode ser obtido da fórmula de H-W:  a qual, com os valores fornecidos, fica:  isolando a vazão, que é o que se deseja saber: . Como se pode ver, o único elemento que falta é o produto D 4,87xC 1,85), o qual justamente se encontra na fórmula para cálculo de associações em série:  A qual, com os dados fornecidos, fica: . Dessa equação, tiramos que 0,125. Substituindo esse valor em H-W: .