Teste Pós-Aula 9_ Revisão da tentativa_ip

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Painel / Meus cursos / Hidraulica_2020.2 / Aula 9 - Canais - Carga específica e Ressalto Hidráulico / Teste Pós-Aula 9
Iniciado em sexta, 7 Mai 2021, 10:58
Estado Finalizada
Concluída em sexta, 7 Mai 2021, 14:55
Tempo
empregado
3 horas 57 minutos
Avaliar 0,05 de um máximo de 1,80(3%)
Questão 1
Não respondido
Vale 0,05 ponto(s).
Para uma determinada vazão, o escoamento em um canal pode ocorrer para qualquer valor de energia.
Escolha uma opção:
Verdadeiro
Falso
Conforme o gráfico y versus E, representado abaixo, existe um valor mínimo de energia específica para que um escoamento com vazão
unitária q possa ocorrer.
A resposta correta é 'Falso'.

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-10
http://fluindo.kinghost.net/moodle/mod/quiz/view.php?id=385
Questão 2
Correto
Atingiu 0,05 de 0,05
A velocidade crítica é equivalente à celeridade.
Escolha uma opção:
Verdadeiro 
Falso
Conforme deduzido em aula, a velocidade crítica ocorre quando a altura é crítica (y=y ) e é calculada por
Vc=gyc.
A celeridade, por sua vez, é calculada por
c=gy.
 
Portanto, a velocidade crítica será equivalente à celeridade.
A resposta correta é 'Verdadeiro'.
c

Questão 3
Não respondido
Vale 0,05 ponto(s).
Para canais retangulares, o valor máximo da razão entre a energia específica e a altura crítica é 1,5.
Escolha uma opção:
Verdadeiro
Falso
A energia crítica E corresponde à mínima energia específica possível para um escoamento com determinada vazão (figura abaixo).
 
Ou seja, a energia específica será maior ou igual à energia crítica:
E≥Ec
 
A energia crítica, para canais retangulares, equivale à 3/2 da altura critica y , então:
E≥32yc=1,5yc → Eyc≥1,5.
 
Portanto, em canais retangulares, o valor mínimo da razão entre a energia específica e a altura crítica é 1,5.
 
 
A resposta correta é 'Falso'.
c
c

Questão 4
Não respondido
Vale 0,20 ponto(s).
Questão 5
Não respondido
Vale 0,10 ponto(s).
Um canal retangular de 3,8 m de largura, declividade de fundo 4 m/km, coeficiente de rugosidade n=0,024, escoa, em regime uniforme, uma
vazão de 13,62 m³/s.
Determine:
a) a altura d'água, em metros;
Resposta: 
Para determinar a altura d'água de um canal trapezoidal (retangular), um dos métodos de solução consistem com calcular-se, primeiramente,
o valor de K :
KB=nQb8/3I0,
que para os dados do enunciado será:
K = 0,147
 
Pela tabela, para canal retangular (Z = 0), isso corresponde a
y/b = 0,40  →  y = 0,40 x 3,8 = 1,52 m
A resposta correta é: 1,5.
B
B
 
b) a energia específica, em metros;
Resposta: 
A energia específica, para canais retangulares, pode ser calculada pela fórmula
E=y+q22gy2,
sendo q a vazão unitária e calculada por
q = Q/b = 13,62 / 3,8 = 3,58 m³/s.m
 
Então, a energia específica será:
E = 1,52 + (3,58)² / 2x9,8x(1,52)² = 
 = 1,803753298615 m
 
A resposta correta é: 1,8.

Questão 6
Não respondido
Vale 0,10 ponto(s).
Questão 7
Não respondido
Vale 0,05 ponto(s).
c) a altura crítica, em metros;
Resposta: 
 
Para um canal retangular, a altura crítica é calculada por
yc=q2g1/3 = ((3,58)² / 9,81)
= 1,09 m
 
A resposta correta é: 1,09.
1/3
d) a energia específica crítica, em metros;
Resposta: 
Uma vez obtida a altura crítica, a energia específica crítica pode ser obtida por
Ec=32Ic = (3/2) x 1,09 = 1,64 m
 
A resposta correta é: 1,64.

Questão 8
Não respondido
Vale 0,10 ponto(s).
Um canal retangular com pouca declividade tem escoamento em regime permanente, uniforme, torrencial e energia específica . Numa
determinada seção, ocorre elevação brusca da cota de fundo.
 
Considerando que o regime permanece o mesmo e que a perda de carga no trecho analisado pode ser desprezada, digite os pontos
correspondentes à condição à montante e jusante da elevação, respectivamente (ex.: se sai do ponto A para o B, digite AB).
 
 
 
Resposta: 
E0
De acordo com o gráfico, os pontos alternados correspondentes à energia específica são B e F. Em se tratando de regime torrencial
(supercrítico), especificamente, o ponto da condição à montante é o F.
A elevação do fundo implica numa redução da energia específica E (distância entre o fundo e o nível de energia).
E0

Portanto, o ponto à jusante será o E.
A transição também pode ser analisada através do gráfico y versus q (gráfico abaixo), obtendo-se a mesma conclusão quanto a variação da
altura d'água y obtida.
 
 
A resposta correta é: FE.

Questão 9
Não respondido
Vale 0,10 ponto(s).
Um canal retangular com pouca declividade tem escoamento em regime permanente, uniforme, torrencial e vazão unitária . Numa
determinada seção, ocorre alargamento brusco, ou seja, aumento da largura.
 
Considerando que o regime permanece o mesmo e que a perda de carga no trecho analisado pode ser desprezada, digite os pontos
correspondentes à condição à montante e jusante do alargamento, respectivamente (ex.: se sai do ponto A para o B, digite AB).
 
 
 
Resposta: 
q0
De acordo com o gráfico, os pontos alternados correspondentes à vazão unitária são B e F. Em se tratando de regime torrencial
(supercrítico), especificamente, o ponto da condição à montante é o F.
O alargamento da largura implica numa diminuição da vazão unitária (aumento de ).
q0
q = Q/b b

Portanto, o ponto à jusante será o G.
 
A transição também pode ser analisada com base no gráfico y versus E (figura abaixo). A mesma conclusão é obtida quanto à variação da
altura d'água resultante.
A resposta correta é: FG.

Questão 10
Não respondido
Vale 0,50 ponto(s).
Uma vazão de 18,1 m³/s escoa, em regime permanente, num canal retangular de 6,75 m de largura e declividade de fundo I  = 3 m/km e
coeficiente de rugosidade n = 0,0726. Em uma determinada seção de comprimento, relativamente, curto, um degrau de 0,27 m de altura é
construído no fundo do canal e a largura é reduzida para 3,57 m.
Desprezando as perdas de carga, calcule a altura d'água nessa seção.
 
Resposta: 
0
Primeiramente, é necessário calcular as condições do escoamento à montante (seção 1) da seção com contração (seção 2).
A altura d'água na seção 1 pode ser calculada por meio do valor de K  
KB=nQb18/3I0 = 0,147 
que pela tabela equivale à
y /b = 0,40  →  y = 0,40 x 6,75 = 2,7 m
 
A vazão unitária será
q = Q / b = 18,1 / 6,75 = 2,67 m³/s.m
 
A energia específica na seção 1 será então
E1=y1+q122 g y12 = 2,75 m
 
A altura crítica da seção 1 é calculada por
yc1=q12g1/3 = ((2,67²) / 9,81) = 0,9 m
 
Então, y > y  e o escoamento à montante é fluvial.
 
Na seção 2 (seção com degrau e redução da largura), a vazão unitária é
q = Q / b = 18,1 / 3,57 = 5,1 m³/s.m
a altura critica é
yc2=q22g1/3 = 1,38 m
e a energia crítica é
Ec2=32yc2 = 2,0628 m
 
A energia mínima na seção 2 será
E2,mín=∆Z+Ec2 = 0,27 + 2,0628 = 2,34 m
 
Isso significa que a energia disponível E > E é suficiente para manter o escoamento e, consequentemente, não haverá alteração das
condições à montante (remanso).
 
A energia na seção 2 será 
E1=E2+∆Z 
→   E2=E1-∆Z  = 2,75 - 0,27 = 2,47 m
 
Uma vez obtida a energia específica E e a altura crítica y , as alturas alternadas podem ser obtidas pelo gráfico abaixo:
B
1 1 1
1 1
1/3
1 c1
2 2
1 2,min
2 c2

Questão 11
Não respondido
Vale 0,05 ponto(s).
 
Neste caso,
E /y  = 2,47 / 1,38 = 1,8
 
Para cada razão E/y , há um par de alturas y/y possível, sendo um valor para regime torrencial e outro para fluvial. Como o escoamento à
montante é fluvial e a energia disponível é maior que a mínima, o escoamento na seção 2 também será fluvial. Então, a partir do gráfico
acima, obtém-se a altura correspondente:
y /y = 1,6
→ y  = 1,6 x y = 1,6 x 1,38 = 2,2 m
 
A resposta correta é: 2,20.
2 c2
c c
2 c2
2 c2
O ressalto mais eficiente será aquele que tiver maior energia específica à jusante.
Escolha uma opção:
Verdadeiro
Falso
A eficiência dosressaltos é medida por
η=∆EE1,
onde ΔE é a perda de energia e E é a energia específica à montante.
 
Portanto, o ressalto mais eficiente será aquele que tiver maior razão entre perda de energia e energia específica à jusante.
A resposta correta é 'Falso'.
1

Questão 12
Não respondido
Vale 0,05 ponto(s).
Os ressaltos estacionários são caracterizados por um número de Froude à montante entre 2,5 e 4,5.
Escolha uma opção:
Verdadeiro
Falso
Os ressaltos estacionários são caracterizados por um número de Froude à montante entre 4,5 e 9,0.
A resposta correta é 'Falso'.

Questão 13
Não respondido
Vale 0,40 ponto(s).
Um canal retangular em regime permanente tem seu perfil longitudinal representado na figura abaixo. A seção 1, localiza-se após um longo
trecho, tem altura y = 1,5 m, seguida de um degrau de altura ΔZ, onde a altura passa a ser y. Na seção 2, após o degrau, a altura é y = 0,24
m.
 
Calcule a altura y , em metros, da seção 3.
Resposta: 
1 2
3
Desprezando-se a perda de carga no degrau, a redução da energia específica inicial E equivale à ΔE = ΔZ, onde também há redução da
altura y para y. Após o degrau, quando a energia específica aumenta ΔZ e volta a ter valor E = E , há, novamente, uma redução da altura de
y para y .
 
 
1
1 2 1
2

Analisando-se o problema em questão pelo gráfico y versus E (gráfico acima), essa situação só é possível se o regime na seção 1 é fluvial e,
no degrau ocorre regime crítico (y=y ), passando para torrencial, na seção 2.
Dessa forma, as alturas y e y serão as alturas alternadas da energia específica disponível à montante e logo à jusante do degrau:
E1=E2   →    y1+q22 g y12=y2+q22 g y22 
→ 1,5 + q² / 2 g (1,5)² = 0,24 + q² / 2 g (0,24)²
→  q = 1,21 m³/s.m
 
Observa-se que na passagem da seção 2 para seção 3 ocorre um ressalto hidráulico. As alturas conjugadas podem ser calculadas por:
y3y2=121+8 Fr22-1,
e o número de Froude na seção 2 será
Fr2=qg y23 = 1,21 / (9,8 x (0,24)³) = 3,28
 
Então,
y /y = 4,17
→ y = 4,17 x 0,24 = 1 m
 
A resposta correta é: 1,00.
c
1 2
1/2
3 2
3
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
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