Portfólio HIDRÁULICA GERAL 10 2020

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ENGENHARIA CIVIL – MÓDULO V
ILMAILTON CONCEIÇÃO - RA: 550592018
HIDRÁULICA GERAL
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Porteirinha
2020
ILMAILTON CONCEIÇÃO - RA: 550592018
HIDRÁULICA GERAL
Trabalho apresentado ao Curso ENGENHARIA CIVIL do Centro Universitário ENIAC para a disciplina HIDRÁULICA GERAL.
PROF: DANIELLY ARCINI DE SOUZA
Porteirinha
2020
Respostas
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DESAFIO 1
Você sabe que o engenheiro civil deve, além de verificar condutos existentes para saber se o seu funcionamento ainda está adequado, dimensionar novos condutos de forma a maximizar seu uso, seja respeitando valores de velocidade ou vazão, seja dimensionando seu formato de forma a obter o menor custo.
Nesse contexto, dimensione um conduto forçado que aprisiona um fluido ideal em escoamento permanente e que possui as seguintes condições:
- Há uma mudança de na área da seção entre o ponto A e o ponto B;
- Vazão em A é igual a 9,42 m3/s;
- Diferença de carga piezômetrica entre A é um acréscimo de 2,83 m em B;
- Velocidade no ponto B é 20 % menor do que a velocidade no ponto A;
- Raio hidráulico da seção A equivale a 0,5 m.
No fim deste desafio, devem ser explicitados os valores das variáveis apresentadas a seguir e deve ser feita uma análise crítica que exponha se tais resultados são viáveis ou não:
- Área da seção A;
- Perímetro molhado da seção A;
- Área da seção B;
- Perímetro molhado da seção B;
- Raio hidráulico da seção B;
- Velocidade na seção A;
- Velocidade na seção B;
- Desnível entre a cota A e a cota B.
Resposta:
VA é função da equação da continuidade, Q =VA, dado que agora se tem os valores de Q e de AA, pois, como o escoamento é permanente, a vazão é constante. VB é função de VA, conforme exposto no enunciado. AB e PMB são funções de Q e VB. RHB é função de AB e PMB. O desnível entre a cota A e a cota B é calculado por meio da soma de Bernoulli, sendo que a diferença de pressão é dada e a diferença de taquicarga pode ser calculada por meio de VA e VB. Ao fim do cálculo, deve ser analisado se os valores encontrados fazem sentido, por exemplo, se VB é menor do que VA, AB deve ser maior que AA, pois a vazão é constante. Outra análise se dá por meio da verificação se a carga total de energia em A, calculada por intermédio da soma de Bernoulli, é igual à carga total de energia em B, pois o fluido é ideal e não há perda de energia
Exemplo de resposta: 
Conduto forçado cilíndrico 100 % preenchido possui raio R =
 2*RH, logo: 
 Q = 9,42m3/s 
ΔP = 2,83m
 RHA = 0,5m 
 VB = 0,8 VAm/s 
Conduto Força do Cilíndrico: RH = R/2 
 RA = 1,00m 
AA = 3,14m2 
PMA = 6,28m 
VA = 3,00m/ s
 VB = 2,40m/s
 AB = 3,93m2 
RB = 1,12m 
PMB = 7,02m 
RHB = 0,56m 
 H = 2,66m 
Análise crítica: 
VA › VB e AA ‹ AB, o que faz senti do, dado que o escoamento é permanente e a vazão é constante. RHB › RHA, dado que AB › AA, isso também faz sentido, pois a área, que é função do raio ao quadrado, aumenta mais rápido do que o perímetro, que é função apenas do raio. Logo, a tendência é que a influência das paredes diminua com o aumento da área. A carga total de energia tem que ser constante e tivemos aumento mais significativo do potencial de pressão de A para B e um a pequena perda de energia cinética ao longo do escoamento, logo a diferença de cota necessita compensar essas diferenças de forma a manter a carga total constante, fazendo sentido o ponto A estar mais alto do que o ponto B. 
DASSAFIO 2
Um engenheiro civil que trabalha em um laboratório de pesquisas hidráulicas recebe uma solicitação para retomar um experimento antigo, o qual possui apenas uma tabela com registros incompletos de seis ensaios:
Existe alguma forma de completar esses dados, mesmo não sendo possível realizar ensaios físicos para obtê-los? Como?
Sim, apenas utilizar os dados existentes e procurar os dados faltantes, como: exemplo do ensaio 3, e só calcularmos o fator do numero Reynolds, assim acharemos o seu valor para completar a tabela. Aqui vai algumas equações que podem ser usadas:
Q V t = ,onde : 
V - volume recolhido na proveta graduada
 t - tempo cronometrado para se recolher o volume v.
Através da vazão (Q) e pela equação da continuidade, calculamos a velocidade média do escoamento na seção transversal do tubo de vidro transparente (24), onde o seu diâmetro interno é igual a 10 mm.
V = 4.Q
Π . D2
Com a velocidade média do escoamento na seção transversal do tubo de vidro transparente (24) e realizado com a água a 200 C, onde temos sua viscosidade cinemática igual aproximadamente a 10-6 m 2 /s, calculamos o número de Reynolds. 
R2 = ρVD = V D
µ υ
O trabalho do engenheiro civil consiste em fazer uma análise crítica a respeito de cada um dos seis itens ensaiados.
O que você tem a dizer sobre eles?
Na simulação da experiência de Reynolds, o objetivo e visualizar e comparar os tipos de escoamentos incompressíveis, a partir dos dados levantados no laboratório, com os limites estabelecidos por Reynolds.
DASAFIO 3
Um trabalho de consultoria é solicitado a você. Quem recorre à consultoria, nesse caso, é um agricultor, que indica o seguinte problema:
O que você diria ao agricultor? Estime valores, com justificativa, para parâmetros que não foram dados no problema.
Explicaria sobre a outorga, falando sobre ela	 e dos direito de uso de recursos hídricos como deve ser solicitada por todos aqueles que usam, ou pretendem usar, os recursos hídricos, seja para captação de águas, superficiais ou subterrâneas, seja para lançamento de efluentes, seja para qualquer ação que interfira no regime hídrico existente, além do uso de potenciais hidrelétricos. No caso das águas subterrâneas, a outorga deve ser emitida pelo poder público estadual ou do Distrito Federal.
A outorga de direito de uso de recursos hídricos é o instrumento da Política de Recursos Hídricos que tem os objetivos de assegurar: 
• o controle quantitativo e qualitativo dos usos da água; e 
• o efetivo exercício dos direitos de acesso à água.
Para solicitar a outorga na ANA, o interessado deverá cadastrar o seu empreendimento no Cnarh (www.cnarh.ana.gov.br), imprimir a Declaração de Uso e enviar juntamente com os formulários e estudos específicos de cada finalidade de uso para a Superintendência de Regulação (SRE). A documentação pode ser entregue diretamente no Protocolo Geral da ANA ou enviada pelos Correios.
QUE ALTURA DE RESERVATORIO E DIMENSOES DE CONDUTO EU DEVO UTILIZAR PARA SUPRIR MINHAS NECESSIDADES?
PLANEJAMENTO DE SISTEMAS DE IRRIGAÇÃO 
 O planejamento de um sistema de irrigação para uma propriedade agrícola pode ser definido como a concepção de um plano ou de um pré-projeto que vai possibilitar que a sua implantação atinja os objetivos esperados da técnica. Planejar um sistema de irrigação é uma ação necessária para se prever e organizar as atividades e processos que vão ocorrer no futuro, buscando aumentar a eficácia do projeto e diminuir os riscos do empreendimento. As condições de sua execução determinarão a qualidade da utilização dos recursos naturais e socioeconômicos envolvidos no processo de irrigar uma cultura.
 A execução da etapa de planejamento é primordial e essencial para o sucesso de um sistema de irrigação. Planejar a irrigação requer o uso de experiência profissional e o emprego de metodologia multidisciplinar que auxilie a reconhecer as diferentes adaptações de cada sistema, orientando a utilização racional dos recursos econômicos, sociais e naturais e integrando as informações para buscar a melhor solução para uma dada propriedade.
 KELLER E BLIESNER (1995) apresentaram uma proposta de planejamento preliminar, que foi adaptada e está apresentadano fluxograma da figura a seguir: 
Fluxograma de decisões mostrando as etapas que constituem o planejamento preliminar de um sistema de irrigação (Adaptado de KELLER & BLIESNER, 1995).
 
 Este esquema mostra as etapas necessárias para a implantação de um sistema de irrigação e que pode resultar em possíveis soluções de tipos de sistemas e de configurações de projeto. Com a aplicação dessa metodologia de planejamento é possível chegar às 171 melhores soluções, selecionar uma que atenda as necessidades do produtor e executar o seu projeto. O planejamento de um projeto é assim um procedimento sistemático. Adaptando a metodologia para sistemas pressurizados proposta por KELLER E BLIESNER (1995) para uma aplicação mais geral é possível sugerir um planejamento que tenha as seguintes etapas: 1. Identificação dos objetivos e dos impactos do projeto. 2. Levantamento e caracterização da propriedade ou área a ser irrigada. 3. Pré-seleção dos tipos de sistemas mais promissores e adaptáveis às condições existentes. 4. Comparação técnico-econômica dos sistemas pré-escolhidos, analisando-se o potencial de cumprimento dos objetivos definidos inicialmente. 5. Decisão final do sistema a ser utilizado. Estas etapas serão detalhadas a seguir, para oferecer um aprofundamento de informações que contribuam no processo de definição do uso da técnica de irrigação. 
IDENTIFICAÇÃO DE OBJETIVOS E IMPACTOS DO PROJETO No planejamento de sistemas de irrigação devem-se definir inicialmente os objetivos que se pretende atingir com a adoção da tecnologia e os possíveis impactos positivos ou negativos que podem ser gerados pelo uso da tecnologia. Como toda adoção de tecnologia na agricultura, os principais objetivos a serem atingidos com a implantação de sistemas de irrigação são de ordem econômica, ou seja, viabilizar a atividade econômica exercida pelo proprietário seja pela garantia de produção como pelo aumento de lucratividade. Na análise de viabilidade econômica de projetos de irrigação são utilizados parâmetros econômicos tradicionais, como: relação benefício-custo ou taxa de retorno de investimento e outros. 
Além dos custos fixos relacionados ao investimento inicial, dos quais está incluída a depreciação de toda a instalação mais juros sobre o investimento, existem também os custos variáveis, constituído do custo operacional do sistema (energia elétrica ou combustível), custo de mão-de-obra (operação, reparos e manutenção do sistema), e, atualmente apareceu o custo da água, cujo pagamento já está legalizado em várias bacias hidrográficas no Brasil. Por outro lado, temos entre os principais benefícios da irrigação a garantia e aumento da receita (aumento da produtividade, aumento da qualidade do produto, aumento do número de safras, etc.). 
Dentro dos impactos negativos, podem-se citar os ambientais como a primeira preocupação que o projetista deve ter. No Estado de São Paulo, já não é possível, a não ser de forma clandestina, instalar um sistema de irrigação com recursos de agências de financiamento sem apresentar uma análise mais aprofundada dos impactos do uso da tecnologia dentro de uma bacia hidrográfica e com a apresentação da autorização para uso da água (outorga). Desta forma é necessário identificar, e, se possível, quantificar as mudanças ambientais ou impactos decorrentes do uso da técnica. Alguns dos principais impactos decorrentes do uso da irrigação são: Alteração de regimes hídricos (água superficial e subterrânea) pelo uso excessivo desses recursos. Potencial para causar erosão na área, principalmente em áreas declivosas e solos com baixa capacidade de infiltrar a água aplicada. 
 Potencial para contaminação do solo e da água, pelo uso de tratamentos químicos, como adubação, controle de pragas e insetos, etc. 172 172 Construções e transformações na área irrigada como sistematização do solo (nivelamento), instalação das partes do sistema de irrigação (bombas, canais, tubulações), perfuração de poços, cercas, acumulação de águas superficiais, etc.. Possibilidade de modificações das condições de flora e fauna. Entretanto, outras mudanças podem ocorrer e que devem ser tratadas como impactos positivos da irrigação, dentre as quais é possível citar: Impactos sociais, com a criação ou aumento da oferta de empregos diretos e indiretos; Produção local ou regional de alimentos, aumentando a disponibilidade e reduzindo os custos para o consumidor final; Aumento no consumo de equipamentos e insumos agrícolas produzidos na região; Criação de outras atividades econômicas para o produtor, como oportunidades de lazer (pesca, canoagem), agroturismo, etc..
 Pela importância que o tema de impactos do uso da tecnologia de irrigação representa para o desenvolvimento da agricultura, este assunto será tratado no próximo capítulo deste livro. LEVANTAMENTO E CARACTERIZAÇÃO DA PROPRIEDADE O planejamento bem realizado de um sistema de irrigação exige o levantamento das condições da propriedade ou da área a ser irrigada. A falta de informações ou a caracterização incorreta de determinados parâmetros pode levar ao insucesso da empreitada com sérios prejuízos ao usuário da irrigação. Não é objetivo desse documento apresentar ou recomendar as metodologias utilizadas para esta caracterização, mas será ressaltado os parâmetros que precisam ser conhecidos para permitir que o projeto tenha o embasamento técnico necessário. Dentre eles pode-se citar: Topografia: planta planialtimétrica recente da propriedade com curvas de nível, declividade média, dimensões da área, locação correta de estradas, carreadores, linha de alta tensão, árvores, ou outros obstáculos, presença de nível freático, local do ponto de captação ou de recalque da água, perigo de inundação, etc.