Respostas hidráulica

Prévia do material em texto

 Pergunta 1 
1 em 1 pontos 
 
Considerando o sistema de interligação dos dois reservatórios R1 e R2 da 
figura e assumindo os valores dos elementos hidráulicos e geométricos 
apresentados na tabela a seguir, calcule o diâmetro necessário para que 
haja ao longo da tubulação uma vazão de 2,5 m 3 /s. Considere no ponto de 
junção J um registro de derivação completamente aberto. Dados: H1 = 126 
m, H2 = 89 m, L1 = 1642 m, L2 = 965 m, K’ = 0,0011 
 
Fonte: Elaborada pelo autor. 
 
Assinale a alternativa correta. 
 
Resposta Selecionada: 
500 mm. 
Resposta Correta: 
500 mm. 
Feedback da 
resposta: 
Resposta correta. Sua resposta está correta. Como se trata de uma 
derivação com o registro completamente aberto, a fórmula adequada 
é: Colocando na mesma os dados conhecidos, temos: 
O que dá: D = 500 mm. 
 
 
 Pergunta 2 
1 em 1 pontos 
 
Dois reservatórios serão interligados, conforme a figura. Dimensione o 
diâmetro, em milímetros, necessário na tubulação para que a vazão 
existente de um reservatório para outro seja de 0,319 m 3 /s. Considere fator 
de atrito f = 0,015 e os comprimentos dos trechos iguais a 600 m e 400 m, 
respectivamente. A altura do nível de R2 até o nível de R1 é de 125 m. O 
registro em J está fechado, o que assegura que apenas água sairá de R1 e 
abastecerá R2. Assinale a alternativa correta. 
 
Resposta Selecionada: 
250 mm. 
Resposta Correta: 
250 mm. 
Feedback da 
resposta: 
Resposta correta. Sua resposta está correta. Para registro 
completamente fechado, usamos a fórmula (eq. 
2.10). Com os valores fornecidos, temos: , que, resolvendo, nos 
dá D = 0,250 m ou 250 mm. 
 
 
 Pergunta 3 
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 4 
1 em 1 pontos 
 
O profissional de Hidráulica, seguidamente, enfrenta a necessidade de 
substituir tubulações antigas por outras novas, mantendo os mesmos 
padrões hidráulicos. Considere um sistema de três tubulações em série, 
cujas perdas são 6, 4 e 12 metros, respectivamente. Qual a perda de carga, 
em metros, que deverá ter a tubulação que irá substituir esse sistema? 
 
Resposta Selecionada: 
22 m. 
 
Resposta Correta: 
22 m. 
 
Feedback da 
resposta: 
Resposta correta. Sua resposta está correta, pois a perda de carga na 
tubulação que irá substituir um sistema de tubulações em série 
deverá ser igual à soma das perdas de cada uma das tubulações a 
retirar. Portanto, nesse caso, h e = 6 + 4 + 12 = 22 m. 
 
 
 Pergunta 5 
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 6 
1 em 1 pontos 
 
Uma tubulação irá substituir uma sequência de tubos. Essa tubulação está 
ligada sequencialmente, ou seja, é uma associação de tubulações em série. 
Em cada um dos tubos em série passa uma vazão de 2 m 3 /s. Surge a 
necessidade de que esse sistema seja substituído. Qual a vazão, em m 3 /s, 
que deverá ter a tubulação equivalente? 
 
Resposta Selecionada: 
2 m 3 /s. 
 
Resposta Correta: 
2 m3 /s. 
Feedback 
da resposta: 
Resposta correta. Sua resposta está correta, pois, numa tubulação em 
série, a vazão de todas as tubulações que a compõem é a mesma, 
assim como a tubulação equivalente que irá substituí-las. Portanto, 
nesse caso, a vazão da tubulação equivalente é 2 m 3/s. 
 
 Pergunta 7 
1 em 1 pontos 
 
A equação de Hazen-Williams é uma das mais utilizadas na Hidráulica no 
sentido de dimensionar tubulações. Qual a razão pela qual a equação de 
Hazen-Williams se transforma em ? 
 
Resposta Selecionada: 
Porque J = hf / L. 
Resposta Correta: 
Porque J = hf / L. 
Feedback da 
resposta: 
Resposta correta. A alternativa está correta, pois J = h f / L. 
Substituindo e isolando h f, o termo correspondente ao comprimento 
total ficará multiplicando toda a expressão e temos a equação em 
função da perda de carga total h f. 
 
 
 Pergunta 8 
1 em 1 pontos 
 
A interligação de reservatórios adquire um grau de complexidade que é tão 
maior quanto maior for o número de reservatórios interligados. Por exemplo, 
para três reservatórios interligados, com as cinco variáveis envolvidas 
(vazão, comprimento, diâmetro, rugosidade e nível de água), temos 60 
combinações possíveis. E, no caso de quatro reservatórios interligados, qual 
seria o número possível de combinações? 
 
Resposta Selecionada: 
80. 
Resposta Correta: 
80. 
Feedback 
da 
resposta: 
Resposta correta. Sua resposta está correta. A complexidade do 
número de combinações entre os parâmetros a serem obtidos se eleva 
exponencialmente com o aumento do número de reservatórios 
interligados. Com quatro reservatórios, as variáveis seriam 4 x 5 = 20. 
Como temos quatro casos diferentes, teremos 4 x 20 = 80 valores 
possíveis. 
 
 
 Pergunta 9 
1 em 1 pontos 
 
Considere um sistema de tubulações, integrante do sistema de distribuição 
de água de uma cidade. Com o trecho em série mostrado na figura, o qual 
será substituído por uma nova tubulação. Pelo trecho, trafega uma vazão de 
0,27 m 3 /s. Não são conhecidos o diâmetro e o coeficiente C dessa nova 
tubulação. 
 
Fonte: Elaborada pelo autor. 
Considerando as características constantes na tabela a seguir, dimensione 
a perda de carga total, em metros, para a tubulação equivalente que irá ser 
colocada em substituição às existentes. 
Tubulação L (m) D (mm) C 
1 150 500 100 
2 120 300 120 
3 200 400 110 
 
 
Fonte: Elaborada pelo autor. 
 
Assinale a alternativa correta: 
 
Resposta Selecionada: 
9,2 m. 
 
Resposta Correta: 
9,2 m. 
 
Feedback 
da resposta: 
Resposta correta. Sua resposta está correta. Mesmo sem dispormos 
dos dados de D e e C e, da tubulação equivalente, podemos obter o 
valor desse produto (com seus respectivos expoentes) da fórmulapara 
tubulações em série e depois introduzir esse mesmo valor na fórmula 
que nos dará a perda de carga, pois a vazão é dada. Dessa maneira, 
chegamos então ao valor da perda de carga de 9,2 m. 
 
 
 
 
 
 Pergunta 10 
1 em 1 pontos 
 
Para compensar a retirada de uma tubulação com coeficiente de Hazen-
Williams C1=100, diâmetro 200 mm e comprimento 500 m, por outra de 
C2=140, de mesmo comprimento, que diâmetro, em mm, deverá ter essa 
segunda para manterem-se as mesmas características hidráulicas da 
anterior? 
 
Resposta Selecionada: 
170 mm. 
Resposta Correta: 
170 mm. 
Feedback da 
resposta: 
Resposta correta. A alternativa está correta, pois, aplicando a 
equação 2.1.4: 
, com os dados fornecidos, temos: O que resulta em 
D 2 = 0,170 m, ou 170 mm. 
 
 
 
 
 Pergunta 1 
1 em 1 pontos 
 
O proprietário de uma pequena lavoura precisa conhecer a vazão de um córrego 
de pequenas dimensões que corre ao fundo de sua propriedade. Para tanto irá 
instalar um vertedor triangular, ângulo central à 90 o . A vazão esperada para esse 
curso d'água é de 0,012 m 3 /s. 
 
Neste sentido, assinale a alternativa que indique quanto se elevará a água em 
relação ao vértice central do vertedor: 
 
Resposta Selecionada: 
15 cm 
Resposta Correta: 
15 cm 
Feedback da 
resposta: 
Resposta correta. A alternativa está correta, pois, como a fórmula para 
vertedores triangulares é 
Q = 1,4 x H 5/2 
Com a informação fornecida no enunciado do problema de que a 
vazão esperada será de 0,012 m 3/s, temos que: 
0,012 = 1,4 x H 5/2 
O que nos dá a resposta esperada de H = 0,15 m ou 15 cm. 
 
 
 Pergunta 2 
1 em 1 pontos 
 
Um determinado canal foi construído num laboratório de testes de rugosidade para 
experiências com diversos materiais. Os dados conhecidos são da vazão que o 
mesmo suportou, que foi de 8,3 m 3 /s e da declividade com que foi construído, de 
0,0005 m/m. As medidas geométricas foram de 3 m para a largura é de 1,5 m de 
altura d'água. Como a experiência foi desmontada, ficou faltando anotar o material 
que constituía as paredes do canal. 
 
Neste sentido, assinale a alternativa que apresente qual era esse material: 
 
Resposta Selecionada: 
Vidro 
Resposta Correta: 
Vidro 
Feedback 
da 
resposta: 
Resposta correta. A alternativa está correta, pois para descobrir o 
material de que foi feito o canal, precisamos descobrir primeiro o 
valor do coeficiente n . De posse de valor, consultamos a tabela de 
coeficientes n e temos o resultado. Como são dados vazão, 
declividade e as medidas geométricas do canal, podemos aplicar a 
equação de Manning. 
Am = 3 x 1,5 = 4,15 m 2 
Pm = 1,5 + 3 + 1,5 = 6 m 
Rh = 0,75 m 
Q = (1/n) Am x Rh 2/3 x I 0,5 
8,3 = (1/n) 4,15 x 0,75 2/3 
x 0,0005 0,5 
Isolando a incógnita, temos n = 0,010. Consultando a tabela temos 
para esse valor que o material é vidro. 
 
 
 Pergunta 3 
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 4 
1 em 1 pontos 
 
Ao ser construído um reservatório, um orifício de 0,317 m de diâmetro foi colocado 
distante 0,10 m do fundo, para descarga do reservatório. Este detalhe foi motivado 
pela necessidade de se ter sempre uma camada de água no fundo do mesmo. Da 
maneira como está, existe 3,90 m de água acima do centro do orifício. 
 
Neste sentido, assinale a alternativa que indique qual a vazão que o mesmo 
proporcionará: 
 
Resposta Selecionada: 
0,418 m 3/s 
Resposta Correta: 
0,418 m3/s 
Feedback da 
resposta: 
Resposta correta. A alternativa está correta, pois, como o orifício não está 
junto ao fundo, nem a alguma parede lateral, utilizaremos a fórmula 
simplificada, com Cd = 0,61, área do orifício = 3,14x0,317 2/4 e h = 3,841., 
o que resulta em 
 
 
 
 
 Pergunta 5 
1 em 1 pontos 
 
Para medir-se a vazão de determinado curso d'água foi instalado no mesmo um 
vertedor retangular, de 3 m de largura e 1,5 m de altura, sem contrações laterais. 
Notou-se que, após a instalação do mesmo, a água elevou-se 1,75 m em relação 
ao leito, ficando uma altura de 0,25 m acima da soleira do vertedor (medida à 3 m à 
montante do vertedor). 
 
Neste sentido, assinale a alternativa que indique a vazão: 
 
Resposta Selecionada: 
0,69 m 3/s 
Resposta Correta: 
0,69 m3/s 
 
Feedback da 
resposta: 
Resposta correta. A alternativa está correta, pois em primeiro lugar, 
precisamos decidir qual fórmula utilizar. Como p / H = 1.5 / 0,25 = 6, que é 
maior que 3,5, podemos utilizar a fórmula de Francis: 
Q = 1,838 x L x H 3/2 
Com os valores fornecidos no enunciado, temos: 
 Q = 1,838 x 3 x 0,25 3/2 = 0,70 m 3/s 
 
 Pergunta 6 
1 em 1 pontos 
 
Um reservatório possui seu nível d'água 3 m acima do centro de um orifício circular 
de 0,5 m de diâmetro. O orifício, por razões estratégicas, foi construído 10 cm 
acima do fundo do reservatório. Trata-se de uma estrutura com a finalidade de 
fornecer água por gravidade, para um bairro situado mais abaixo na topografia da 
cidade. 
 
Assinale a alternativa que indique a vazão que será disponibilizada: 
 
Resposta Selecionada: 
0,92 m 3/s 
Resposta Correta: 
0,92 m3/s 
Feedback 
da resposta: 
Resposta correta. A alternativa está correta, pois, com as medidas 
fornecidas se constata que é um orifício de grandes dimensões, pois 0,5 > 
1/10 de 3 m. Então utiliza-se a fórmula 
 
 
Com o detalhe que h 2 
é a altura de água acima do ponto inferior do orifício, ou seja 3,0 m + (0,5 
m / 2) = 3,25 m e que h 1 é a altura d'água acima do ponto superior do 
orifício, ou seja 3,0 m- (0,5 m / 2) = 2,75 m. Lembrando que, pelo 
enunciado o jato não tem contração incompleta, com os demais dados a 
resposta fica: 
 
Isto resulta Q = 0,918 m 3/s. 
 
 
 Pergunta 7 
1 em 1 pontos 
 
Um canal de forma circular está conduzindo água. A altura que a água ocupa 
dentro do canalé de 1,5 m. O canal possui diâmetro 2 m. Entre as características 
hidráulicas que auxiliam nos cálculos dos demais parâmetros, está o Raio 
hidráulico, o qual consiste na razão entre a área molhada e o perímetro molhado. 
 
Neste sentido, assinale a alternativa que indique o raio hidráulico: 
 
Resposta Selecionada: 
0,60 m 
Resposta Correta: 
0,60 m 
Feedback 
da 
resposta: 
Resposta correta. A alternativa está correta, pois, o primeiro cálculo a 
realizar é o do valor de 𝚯 = 2 cos -1 (1 - 2 h / D) = 2 cos -1 (1 - 2 x 1.5 / 2) = 
240 o . Como vamos precisar desse ângulo também em radianos, 
multiplicamos por (𝝅/180), o que dá 4,187 rad. O próximo passo é o cálculo 
de Am = 0,125 D 2 
(𝚯 - sen 𝚯) = 0,125 x 2 2 (4,187 - sen 240 o) = 2,528 m 2. À seguir calculamos 
Pm = 0,5 D . 𝚯 = 0,5 x 2 x 4,187 = 4,187 m. Encerramos calculando o raio 
hidráulico que é: Rh = Am / Pm = 2,528 / 4,187 = 0,604 m. 
 
 
 Pergunta 8 
1 em 1 pontos 
 
No projeto de determinado reservatório, de formato cilíndrico, deseja-se saber seu 
tempo de esvaziamento. Para tanto são conhecidas a altura do reservatório e o 
diâmetro do orifício, de 0,15 m. Considere um coeficiente de descarga corrigido de 
0,62. O reservatório possui altura 5 m e área da base de 7,065 m 2 . 
 
Neste sentido, assinale a alternativa que calcule o tempo para esvaziar: 
 
Resposta Selecionada: 
640 s 
Resposta Correta: 
640 s 
Feedback da 
resposta: 
Resposta correta. A alternativa está correta, pois considerando que o 
tempo consultado é para se esvaziar o reservatório, h 2 = 0. Com os 
demais dados fornecidos pelo enunciado colocados na fórmula, teremos 
 
 
 
O que dá como resultado um tempo de esvaziamento de 640 segundos. 
 
 Pergunta 9 
1 em 1 pontos 
 
Um canal construído com madeira aplainada conduz água desde um reservatório 
até o tanque de uma indústria. Ao longo desse percurso a declividade é de 0,006 
m/m. O canal foi construído de maneira que sua parte inferior mede 1,30 m. A 
empresa necessita ter uma idéia técnica sobre alguns dados referentes ao canal. 
 
Neste sentido, assinale a alternativa que apresente qual será a vazão quando a 
altura da água no canal atingir 0,5 m: 
 
Resposta Selecionada: 
1,81 m 3/s 
Resposta Correta: 
1,81 m3/s 
Feedback da 
resposta: 
Resposta correta. Sua alternativa está correta, pois, para aplicarmos a 
equação de Manning, precisamos primeiro calcular: 
Am = 0,5 x 1,3 = 0,65 m 2 
Pm = 0,5 + 1,3 + 0,5 = 2,3 m 
Rh = 0,282 m 
Com os demais dados fornecidos pelo problema, e sabendo que para 
paredes de madeira aplanada n = 0,012, temos: 
Q = (1/n) Am x Rh 2/3 x I 0,5 
Q = (1/0,012) 0,65 x 0,282 2/3 
x 0,006 0,5 = 1,81 m 3/s. 
 
 
 Pergunta 10 
1 em 1 pontos 
 
Um reservatório deverá ter a forma de um cilindro regular e possui área da base 9 
m 2 . Você precisa dimensionar sua altura de maneira que, através de um orifício de 
300 mm de diâmetro, na parte de baixa de sua parede, consiga esvaziá-lo em 3 
minutos. Considere o coeficiente de descarga, já corrigido, como 0,63. 
 
Assinale a alternativa correta: 
 
Resposta Selecionada: 
3,93 m 
 
 
Resposta Correta: 
3,93 m 
 
 
Feedback da 
resposta: 
Resposta correta. A alternativa está correta, pois com os dados fornecidos 
pelo problema e, considerando que, se o tempo para esvaziar é 180 
segundos (3 minutos x 60), então a altura h 2 será zero. Utilizando a 
fórmula do tempo de esvaziamento, teremos: 
 
Substituindo os valores: 
 
O que resulta em h 1 = 3,89 m. 
 
 
Quarta-feira, 26 de Agosto de 2020 17h26min01s BRT