hidráulica exercício

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HIDRÁULICA 
Lista de exercícios para estudo de escoamento em canais (2ª Lista) 
 
1) Classifique, quando à variabilidade no espaço e no tempo, os seguintes escoamentos: 
a) Escoamento em uma sarjeta de uma rua durante uma chuva. 
b) Escoamento em um longo canal prismático, de dimensões fixas, com declividade 
e rugosidade constantes. 
c) Escoamento em um vale após o rompimento de uma barragem. 
d) Escoamento com vazão constante no tempo em uma tubulação na qual a seção 
reta aumenta na direção do fluxo. 
 
2) Em um canal regular de seção trapezoidal de declividade constante, com largura de fundo 
igual a 1,0m, inclinação dos taludes 1H:1V (Z=1), a altura d’água é igual a 0,80m e a 
velocidade média, 0,85 m/s. Verifique a influência das forças viscosa e da gravidade 
avaliando os regimes do escoamento através da determinação dos números de Reynolds e 
Froude. 
Resp.: Re = 3,75.105 ; Fr = 0,365 ; Regime turbulento e fluvial. 
3) Considere duas seções de canais, uma circular de 1m de diâmetro escoando a meia 
seção e outra retangular com altura d’água igual à da seção circular. Se os números de 
Froude dos escoamentos nas duas seções forem iguais, mostre que entre a velocidade 
média na seção circular, Vc, e a velocidade média na seção retangular Vr , existe a seguinte 
relação: 
4V
V
r
c 
 
 
4) Um canal de drenagem, em terra com vegetação rasteira nos taludes e fundo, com taludes 
2,5H:1V, declividade de fundo I0 = 30 cm/km, foi dimensionado para uma determinada vazão 
de projeto Q0, tendo-se chegado a uma seção com largura de fundo b = 1,75 m e altura de 
água y0 = 1,40 m. 
a) Qual a vazão de projeto? 
b) A seção encontrada é de mínimo perímetro molhado? 
c) Se o projeto deve ser refeito para uma vazão Q1 = 6,0 m3/s e a seção é retangular, 
em concreto, qual será a altura de água para uma largura de fundo igual ao dobro 
da anterior? 
Resp.: a) [Q = 4,35 m3/s] b) [Não] c) [y0 = 1,57m] 
5) Uma galeria de águas pluviais de 1,0 m de diâmetro, coeficiente de rugosidade de 
Manning n = 0,013 e declividade de fundo I0 = 2,5.10-3 m/m transporta, em condições de 
regime permanente uniforme, uma vazão de 1,20 m3/s. 
a) Determine a altura d’água e a velocidade média. 
b) Qual seria a capacidade de vazão da galeria, se ela funcionasse na condição de 
máxima vazão? 
Resp.: a) [y0 = 8,2m; V = 1,74 m/s] b) [Q=1,29 m3/s] 
6) Um emissário de esgoto, de concreto em condições regulares, cuja seção tem a forma de 
arco de circulo baixo com altura H = 1,25 m, transporta uma vazão de 1,70 m3/s. Sendo a 
declividade de fundo I0 = 0,001 m/m, determine a lâmina d’água e a velocidade média. 
Resp.: [h = 0,88 m; V = 1,13 m3/s] 
 
7) Determine a capacidade de vazão da canaleta de drenagem de pé de talude, em uma 
rodovia, revestida de concreto em condições regulares, com declividade de fundo Ι0 = 0,008 
m/m, conforme a figura abaixo. 
 
Resp.: [Q = 0,138 m3 /s] 
 
8) Uma galeria de águas pluviais de concreto, após anos de uso, apresentou a formação de 
um depósito de material solidificado, como mostra a figura abaixo. Supondo que o nível 
d'água na galeria permaneça constante e que o coeficiente de rugosidade do material 
solidificado seja o mesmo do concreto, determine em que percentagem foi reduzida a 
capacidade de vazão da galeria. 
 
 
Resp.: [ΔQ = 35,7%] 
 
9) Uma galeria de águas pluviais de seção retangular escoa uma certa vazão, em 
escoamento uniforme, com uma largura de fundo igual a 0,90 m e altura d'água de 0,70 m. 
Em uma determinada seção, deverá haver uma mudança na geometria, passando para uma 
seção circular. Determine o diâmetro da seção circular para transportar a mesma vazão, com 
a mesma altura d'água, rugosidade e declividade de fundo. 
Resp.: [D = 1,0m] 
 
10) Qual deve ser a declividade de fundo de um canal trapezoidal com taludes 2H:1V, 
largura de base b = 3,0 m, para transportar uma vazão de 3,0 m3/s com velocidade média 
de 0,60 m/s. Coeficiente de rugosidade do fundo e taludes n = 0,018. 
Resp.: [I0 = 2x10−4 m/m] 
 
 
(Fonte dos Exercícios: Porto, Rodrigo de Melo. Hidráulica Básica. EESC-USP, 2004.) 
2 
1 3 
1 0,15 m 
0,50 m 
Y=0,70D 
Y=0,25D