Cálculo de Vazão em Canais

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Pergunta 1
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resposta:
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:
0,69 m 3/s
0,69 m3/s
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 m3/s
Pergunta 2
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Um canal tem a forma trapezoidal onde será instalado um vertedor. A velocidade com que a água
chega no vertedor Cipolletti instalado é de 3 m/s. Após instalado o vertedor, a água se elevou 0,2 m
acima da crista do mesmo, adquirindo a forma mostrada na figura. Considere que a área molhada do
canal de acesso pode ser calculada em função da figura. 
 
Fonte: o autor.
 
Neste sentido, assinale a alternativa que indique qual a vazão que está trafegando:
0,41 m 3/s
0,41 m3/s
Resposta correta. A alternativa está correta, pois como a velocidade é alta e como a área
molhada do canal (área do trapézio = (4+3)/2*2 é maior do que seis vezes a área de
escoamento do vertedor (0,2 * 4), utiliza-se a fórmula de Francis para velocidades altas: 
 
 
Que dá como resposta Q = 0,42 m 3/s.
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Pergunta 3
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Considere que num determinado canal será construído com água trafegando a uma velocidade de 7
m/s. Este fluxo passará por um obstáculo que irá provocar um ressalto hidráulico. Sabe-se que a
profundidade da água à montante do obstáculo será de 0,58 m/s. 
 
Neste sentido, assinale a alternativa que indique a que altura se elevará a água, após o obstáculo:
2,13 m
2,13 m
Resposta correta. A alternativa está correta, pois, neste caso de dimensionamento de
ressalto hidráulico o que se deseja é calcular a altura conjugada de jusante. Para esta
situação, iremos nos valore da equação 
 
 
Como o enunciado fornece h 1 
= 0,58 e a velocidade V 1 = 7 m/s, substituindo esses valores na equação, obtemos: 
= 2,13 m 
Pergunta 4
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resposta:
Um canal retangular de concreto com alisamento deverá ser construído para condução de água. A
largura do fundo está prevista para medir 3 m e declividade longitudinal 0,0005 m/m. Deseja-se que
este canal tenha máxima eficiência. Você, como engenheiro, é chamado para dar seu parecer sobre
alguns detalhes técnicos. 
 
Neste sentido, assinale a alternativa que indique a vazão que irá fluir pelo canal:
6,9 m 3/s
6,9 m3/s
Resposta correta. A alternativa está correta, pois, considerando que o canal deverá ser
de máxima eficiência, a altura de água no mesmo deverá ser a metade da medida da
largura do canal, portanto h = 1,5 m. Sendo retangular, a área molhada será A m = 3 x
1,5 = 4,5 m 2. O perímetro molhado será P m = 1,5 +3 + 1,5 = 6 m. Por sua vez, o raio
hidráulico será R h = A m / P m 
= 4,5 / 6 = 0,75 m. Agora, juntamente com a declividade fornecida no enunciado, I =
0,0005 m/m, já dispomos de todos os parâmetros para o cálculo da vazão, usando a
fórmula de Manning, só lembrando que, para canal de concreto com acabamento n =
0,012. 
Q = (1/n) A m . R h 2/3 
. I 0,5 
Q = (1/0,012) 4,5 x 0,75 2/3 
x 0,005 0,5 = 6,9 m 3/s.
Pergunta 5
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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:
Vidro
Vidro
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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 6
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resposta:
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:
0,089 m/m
0,089 m/m
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 7
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Um determinado reservatório cilíndrico, com diâmetro de 2 m e altura 4 m, será construído com o
objetivo de fornecer água para uma empresa. Admite-se que o mesmo terá sempre seu nível mantido
no topo e de maneira constante, através da concessionária local. 
 
Neste sentido, assinale a alternativa que indique qual a vazão que o mesmo fornecerá para o interior
da indústria se esse dispuser de um orifício circular em sua parte inferior, junto ao fundo, de 10 cm de
diâmetro:
0,044 m 3/s
0,044 m3/s
Resposta correta. A alternativa está correta, pois, vamos utilizar C d’, uma vez que o
orifício se encontra junto ao fundo do reservatório. Como o orifício é circular C d’ =
C d (1+0,13 K) = 0,61 (1+0,13 K) e, para este caso, K = 0,25, o que dá o valor de C d’ =
0,63.. Assim, o cálculo da vazão é feito com: 
 
=0,044 
 m 3/s.
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Pergunta 8
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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:
0,418 m 3/s
0,418 m3/s
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 9
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Um reservatório deverá ter a formade um cilindro regular e possui área da base 9 m2 . 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:
3,93 m 
 
 
3,93 m
 
 
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.
Pergunta 10
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Devido à razões de ordens práticas, num determinado canal foi instalado um vertedor de forma
circular. O diâmetro do vertedor é de 20 cm. Quando a água represada subiu no nível do canal e
começou a verter, uma escala ao lado mesmo acusou a marca de 8 cm acima do ponto mais baixo da
circunferência.
 
Neste sentido, assinale a alternativa que determine qual a vazão que está ocorrendo:
5 L/s
5 L/s
Resposta correta. A alternativa está correta, pois como o vertedor é circular, utilizaremos
a fórmula 
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Terça-feira, 29 de Setembro de 2020 03h01min14s BRT
Q = 1,518 x D 0,693 x H 1,807 
Com os dados fornecidos pelo enunciado ficamos sabendo que o diâmetro do orifício do
vertedor é de 20 cm e que a altura de água acima da crista é de 8 cm. Desta maneira, a
equação fica: Q = 1,518 x 0,2 0,693 x 0,08 1,807. 
Isto dá como resposta Q = 0,005 m 3/s, ou 5 L/s.