Teste Pós-Aula 8b_ Revisão da tentativa_ip

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Iniciado em sexta, 7 Mai 2021, 08:48
Estado Finalizada
Concluída em sexta, 7 Mai 2021, 11:01
Tempo
empregado
2 horas 13 minutos
Avaliar 0,90 de um máximo de 1,50(60%)
Questão 1
Correto
Atingiu 0,40 de 0,40
Calcule a capacidade máxima de vazão de um canal cuja seção é retangular e tem base b = 3,00 m e altura y = 1,10 m, revestida com
concreto em boas condições e com declividade de fundo I = 2 m/km.
Resposta: 7,78 
0
A vazão é calculada pela equação de Manning
«math
xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mi»Q«/mi»«mo»=«/mo»«mfrac»«mrow»«mi»A«/mi»«mo»§#160;«/mo»«msubsup»«mi»R«/mi»
bevelled=¨true¨»«mn»2«/mn»«mn»3«/mn»«/mfrac»«/msubsup»«mo»§#160;«/mo»«msubsup»«mi»I«/mi»«mn»0«/mn»«mfrac
bevelled=¨true¨»«mn»1«/mn»«mn»2«/mn»«/mfrac»«/msubsup»«/mrow»«mi»n«/mi»«/mfrac»«/math»
cujo coeficiente n, para revestimento de concreto em boas condições será 
n = 0,014 s/m
A declividade I0, no S.I. é
I0 = 2/10 = 0,002 m/m
Para canais com seção aberta, a máxima vazão ocorre quando a seção está completamente cheia (área e raio hidráulico máximos).
Portanto, a área plena é calculada por
A = y.b = 1,1 x 3 = 3,3 m²
O raio hidráulico R é calculado pela razão entre a área molhada A e o perímetro P, que será
P = b + 2.y = 3 + 2 x 1,1 = 5,2 m
Então
R = A / P = 3,3 / 5,2 = 0,63461538461538 m
 
Substituindo-se todos os parâmetros na fórmula de Manning:
Q = (3,3) x (0,63461538461538) x 0,002 / 0,014 = 7,7846895813819 m³/s
 
 
A resposta correta é: 7,78.
1/3
3
h
h
2/3 1/2
http://fluindo.kinghost.net/moodle/my/
http://fluindo.kinghost.net/moodle/course/view.php?id=11
http://fluindo.kinghost.net/moodle/course/view.php?id=11#section-9
http://fluindo.kinghost.net/moodle/mod/quiz/view.php?id=381
http://www.w3.org/1998/Math/MathML
Questão 2
Incorreto
Atingiu 0,00 de 0,60
Um tubo de concreto, em condições regulares, tem diâmetro D = 3,1 m e foi assentado com declividade I = 0,3 %.
Qual a altura d'água para uma vazão Q = 3,6 m³/s.
Resposta: 5 
0
Trata-se de um problema em que, além dos parâmetros do coeficiente dinâmico, é conhecido o diâmetro e deseja-se calcular a altura de
escoamento. Ela pode ser calculada com auxílio de tabela ou por método iterativo, onde o ângulo central em cada iteração é obtido por
 
θi+1=θi2/5C+sen θi ,
 
sendo
 
C=213 MD81/5
 
e
 
M=nQI03/8
 
 
 
Para o revestimento citado,
 
n = 0,015 (Tabela de Manning)
 
 
 
e a declividade, no S.I. é
 
I = 0,3 / 100 = 0,003 m/m
 
 
 
, então
 
M = (0,015 x 3,6 / (0,003)  )   = 0,995 m
 
 e
 
C = [2 x (1,29 / 3,1) ] = 1,491
 
 
O valor arbitrado para inicialização das iterações pode ser, por exemplo, a metade do diâmetro, o que corresponde a θ=π rad.
 
A altura y é calculada a partir do ângulo θ por
y=D21-cosθ2
0
1/2 3/8
13 8 1/5
 
Iteração
θ
(rad)
y
(m)
                                              
0 3,142 1,55
1 1,554  0,445 
2 2,173   0,828
3  2,166  0,823
4 2,168  0,825
5 2,167 0,824
 
 
 
 Considerando-se uma precisão de 1 cm, 5 iterações são suficientes.
 
 
A resposta correta é: 0,82.
Questão 3
Correto
Atingiu 0,50 de 0,50
Um canal retilíneo de seção trapezoidal ligará um ponto A, na cota z = 67 m a um ponto B, na cota z = 65 m, distantes 800 m. Ele será
escavado numa região cujo solo é saibro e o revestimento poderá ser considerado como terra em boas condições.
Considerando que todos os custos estão diretamente relacionados com a área de revestimento, dimensione a seção mais econômica para
escoar uma vazão máxima Q = 7,8 m³/s.
Adote uma folga de 25% entre a altura máxima de projeto e a altura total da seção.
Resposta: 1,73 
A B
Para solo de saibro, a literatura recomenda declividade de talude Z = 2.
O revestimento de terra em boas condições corresponde a n = 0,020 s/m (tabela de Manning).
 
Se todos os custos estão diretamente relacionados com a área de revestimento, o projeto terá o menor custo para o mínimo perímetro
molhado. O mínimo mínimo perímetro é obtido quando
m=21+Z2-Z=21+22-2=0,472 
 
Ou seja, trata-se de um problema onde a razão de aspecto m é conhecida e deseja-se calcular a altura d'água. Esse resultado é obtido
diretamente pela fórmula
y0=MKA,
 
onde 
M=nQI03/8
e
KA=m+Z5m+21+Z220,125=0,472+250,472+21+2220,125=1,181.
 
 
A declividade de fundo I é calculada pela divisão entre a diferença de cotas dos pontos interligados (A e B) e a distância entre eles:
I = (z - z ) / L = (67 - 65) / 800 = 0,0025 m/m
 
o coeficiente dinâmico M pode então ser calculado:
M = [ 0,02 x 7,8 / (0,0025) ) ] = 1,532 m
 
A altura d'água máxima será
y = M / K = 1,532 / 1,181 = 1,3 m
 
Para adicionar a folga de 25% (da altura total):
y = y / 0,75 = 1,3 / 0,75 =1,73 m
 
A resposta correta é: 1,73.
1/3
0
0 A B AB
1/2 3/8
0 A
0
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Apresentação da Aula 9 (PDF) ►
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