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CURSO: Engenharia; Prof: Humberto Torres Disciplina: Hidráulica 10 4a. Lista de Exercícios Condutos livres 1) Determinar a velocidade de escoamento e a vazão de um canal trapezoidal com as seguintes características: inclinação do talude m = 1,5; declividade do canal 0,00067 m/m, largura do fundo = 3,5 m e profundidade de escoamento = 1,2 m. Considerar um canal com paredes de terra em bom estado (n = 0,020); 2) Determinar a declividade que deve ser dada a um canal retangular para atender as seguintes condições de projeto: vazão de 2 m3/s; largura da base do canal de 2 m e profundidade de escoamento de 0,8 m; Considerar paredes revestidas com concreto não muito liso em bom estado (n = 0,012); 3) Dimensionar dreno subterrâneo, ou seja, determinar o menor diâmetro dentro da faixa comercial ( 1/2”; 1”; 1 ½”; 2” ; 3”; 4” ; 5”) de modo a atender as seguintes condições: vazão de 0,73L/s, declividade de 0,002 m/m, material tubo de PVC corrugado com coeficiente de rugosidade de 0,016 e funcionando com seção parcialmente cheia (y/D = 0,50); 4) Tem-se um canal trapezoidal, executado em concreto não muito liso (n = 0,012; segundo tabela 1), com declividade i = 0,04% e m = 1 Determinar qual é a capacidade de vazão em regime uniforme quando a profundidade é igual a 1,90 m. (largura do fundo = 2,5 e m = 1,5) 5) Um canal retangular de irrigação com 3,0 m de base e altura d’água de 1,2 m transporta uma vazão de 25,3 m3/s. Determine a declividade do canal se o coeficiente de Manning for n = 0,022. 6) Um tubo de concreto de 0,60 m de diâmetro. Se o tubo estiver colocado sobre uma declividade de 0,001 e transporta fluido uniforme a 0,45 m de profundidade, qual será a descarga? (n = 0,011) 7) Um canal triangular possui talude (1: 3,0) e declividade de 0,01. Determine a descarga e a velocidade do canal quando a largura no topo da água for 2 metros; (n = 0,020) 8) Um canal trapezoidal, com 5 m de largura do fundo e taludes de (1:2), conduz a vazão de 50 m3/s. Pede-se calcular a profundidade e a velocidade do escoamento. ( n = 0,025 e I = 0,002) 9) Um BUEIRO CIRCULAR de concreto (n = 0,015) deverá conduzir uma vazão máxima prevista de 2,36 m3/s com declive de 0,02 %. Determine o DIÂMETRO do bueiro de forma que a ALTURA da seção de escoamento atinja no máximo 75 % do diâmetro do bueiro (y = 0,75D). 2,0 m CURSO: Engenharia; Prof: Humberto Torres Disciplina: Hidráulica 11 450 10) Um canal de irrigação, escavado em terra com seção trapezoidal, apresenta paredes em bom estado de acabamento (n=0,02). Determinar a profundidade de escoamento (y), considerando-se as seguintes condições de projeto: Q = 6,5m3/s; largura do fundo de 4 m; inclinação do talude (1:1,5); declividade = 0,00065 m/m. 11) Um dreno subterrâneo (n = 0,016) deverá conduzir uma vazão máxima prevista de 0,73 L/s com declive de 0,002 m/m. Determine o DIÂMETRO do dreno subterrâneo de forma que a profundidade da seção de escoamento atinja no máximo 25 % do diâmetro do dreno (y = 0,25D). 12) Calcular a altura de água y de um canal, cuja seção transversal tem a forma da figura apresentada a seguir. A vazão é 0,2 m3/s. A declividade longitudinal é 0,04%. O coeficiente de rugosidade n, da fórmula de Manning é 0,013. 1,0 m Condutos forçados 1) Um duto de aço novo de 100 mm de diâmetro e 30 m de extensão será utilizado para fornecer 753 m3/dia de óleo combustível a 330C. Calcular a perda de pressão. Considerar o óleo com coeficiente de viscosidade cinemática de 0,000077 m2/s. 2) Uma tubulação de aço rebitado (± 20 anos), com 0,30 m de diâmetro e 300 m de comprimento conduz 130 L/s de água a 16ºC. Calcular a perda de pressão. Considerar a água com coeficiente de viscosidade cinemática de 1,112 . 10-6 m2/s. 3) Calcule a perda de carga em um tubo de 24 mm de diâmetro de PVC (± 10 anos), com 15 m de comprimento, no qual escoa um vazão de 0,76 L/s de água com, temperatura de 20oC. Considerar a água com coeficiente de viscosidade cinemática de 1,02 . 10-6 m2/s. 4) Calcular a perda de carga devido ao escoamento de 32,5 L/s de óleo, com coeficiente de viscosidade cinemática de 4,480 . 10-6 m2/s, através de uma canalização nova de aço de 150 mm e 7100 m de extensão. 5) Uma adutora fornece vazão de 150 L/s através de uma tubulação de aço soldado novo com diâmetro de 400 mm e 2 km de extensão. Determinar a perda de carga pela Fórmula Universal, considerando a água com coeficiente de viscosidade cinemática de 1,112 . 10-6 m2/s. 6) Para o abastecimento de água de um grande fábrica será utilizada uma linha de adutora com tubos de PVC(NOVO) numa extensão de 2100 m. Dimensionar a o diâmetro da canalização com capacidade de 25 L/s. O nível de água na barragem de captação é 615 m e a cota da canalização na entrada do reservatório de CURSO: Engenharia; Prof: Humberto Torres Disciplina: Hidráulica 12 distribuição é de 599 m. Considerar a água com coeficiente de viscosidade cinemática de 1,112 . 10-6 m2/s. 7) Uma estação de bombeamento eleva 144 m3/h de água para um reservatório de acumulação através de uma tubulação de Ferro Fundido (C = 130) com 2000 m de comprimento e 200 mm de diâmetro. Determine a perda de carga total (Contínua + local), sabendo que há na rede duas curvas 90º, três de 45º, um registro de gaveta e uma válvula de retenção. Utilize o método dos comprimentos equivalentes. Considerar a água com coeficiente de viscosidade cinemática de 1,112 . 10-6 m2/s. 8) Uma tubulação de ferro fundido com 17 anos de uso, comprimento 1800m e 300mm de diâmetro, está descarregando em um reservatório 60L/s de água. Determine a perda de carga total (Contínua + local), sabendo que há na rede uma entrada de Borda, duas curvas 90º, duas de 45º, dois registros de gaveta e a saída da canalização. Utilize o método dos comprimentos equivalentes. Considerar a água com coeficiente de viscosidade cinemática de 1,112 . 10-6 m2/s. 9) De um lago artificial parte uma tubulação de PVC (± 10 anos) com 800m de comprimento e 150 mm de diâmetro, para alimentar um reservatório com 6L/s. Quanto representam as perdas locais, em percentagem, das perdas contínuas? Há na rede: uma válvula de pé e crivo, dois registros de gaveta, dois cotovelos de 90º. Considerar, também, a saída da canalização para o reservatório. Utilize o método dos comprimentos equivalentes. Considerar a água com coeficiente de viscosidade cinemática de 1,112 . 10-6 m2/s. 10) Uma tubulação de PVC PVC (± 20 anos), com 100m de comprimento e 32 mm de diâmetro, transporta para um reservatório a vazão de 1,20 L/s. No conduto há uma entrada de Borda, dois registros de gaveta, duas curvas 90º e dois cotovelos 45º e uma saída da canalização. Pede-se calcular a perda de carga total. Utilize o método dos comprimentos equivalentes. Considerar a água com coeficiente de viscosidade cinemática de 1,112 . 10-6 m2/s.
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