Exercícios Resolvidos Hidráulica - Canais e Escoamento

71 A galeria da avenida Álvaro da Silveira situada na região da Pampulha em Belo Horizonte foi implantada em concreto moldado in loco de forma retangular com largura de base de 450 m Sabendose que ela deverá funcionar com uma profundidade de fluxo 160 m e que a velocidade média de escoamento prevista é de 320 ms pedese calcular a vazão transportada Retangular B 450 m y 160 m U 320 ms Q UA UB y 320 x 45 x 160 Q 2304 m³s 72 Calcular os parâmetros hidráulicos característicos de um canal trapezoidal de largura de base de 300 m taludes laterais com Z 15 e profundidade 260 m Calcular também a velocidade média de escoamento supondo que ele transporta uma vazão de 60 m³s nas condições de projeto B y 260 m b 30 m Q 60 m³s B b 2zy 30 2 x 15 x 260 B 108 m A B b 2 x y 108 30 2 x 260 A 1794 m² P b 2 y² zy² 3 2 260² 15 x 260² P 1237 m Rh A P 1794 1237 Rh 145 m yh A B 1794 108 yh 166 m U Q A 60 1794 U 334 ms 73 A adutora do Sistema Rio das Velhas implantada para abastecimento de água da cidade de Belo Horizonte possui um trecho em canal com seção circular em concreto liso com diâmetro interno de 240 m assentado com declividade de 1 Determine a velocidade de escoamento para a condição de funcionamento correspondente à meia seção e vazão de 6 m³s D 240 m I 1 funcionamento y D 2 Q 6 m³s A πD² 4 12 π x 240² 4 x 2 A 226 m² U Q A 6 226 U 265 ms 74 Foram efetuadas medições de velocidades em um curso dágua como indicado na figura Pedese calcular os parâmetros hidráulicos característicos da seção a vazão a velocidade média os coeficientes α e β bem como a soma das cargas piezométrica e cinética na seção seção Bm A m² P m v ms vA v ³A v ²A 1 7 105 762 12 126 1814 1512 2 22 66 22 19 1254 45269 23826 3 11 44 117 22 968 46851 21296 4 31 93 31 17 1581 45691 26877 5 9 135 949 11 1485 1797 1634 Σ 80 227 8181 40775 141422 75145 B 80 m A 227 m² P 8181 m y 5 m Rh AP 2278181 Rh 277 m yh AB 22780 yh 284 m QΣviAiQ408 m³s UQA 408227 U 180 ms αΣv³iAiU³A 141422180³ x 227 α107 βΣv²iAiU²A 75145180² x 227 β102 PI CI Pγ αU²2g y U²2g 5 107 x 180²2 x 981 PI CI 518 m PI CI E energia específica 75 Refazer os cálculos dos coeficientes α e β do problema 74 adotando as expressões 717 718 e 719 e assumindo Vmax 22 ms Vmáx 22 ms ϵ VmáxU 1 220180 1 ϵ 0222 α 1 3ϵ² 2ϵ³ 1 3 x 0222² 2 x 0222³ α 113 β 1 ϵ² 1 0222² β 105 16 ms 15 ms 12 ms 08 ms 0 ms 02 m 02 m 02 m 02 m 77 Determinar os parâmetros característicos A P B y Rh yh da travessia rio Jacaré na rodovia Fernão Dias a partir da seção esquematizada abaixo Supondo que a velocidade média de escoamento é de 250 ms calcular a vazão máxima passível de ser escoada sob a ponte A viga longarina da ponte possui uma altura de 150 m U 250 ms seção Bm A m² P m 1 6 135 75 2 5 225 5 3 12 78 1265 4 7 455 806 5 4 18 4 6 6 135 75 Σ 40 191 4471 B 40 m A 191 m² P 4471 m y 85 m Rh AP 1914471 Rh 427 m yh AB 19140 yh 478 m Q UA 250 x 191 Q 478 m³s 78 Um canal de irrigação inicialmente com seção retangular seção 1 e posteriormente trapezoidal com taludes inclinados de 45 seção 2 conforme indicado nas figuras é implantado com as cotas de fundo de 81800 m e 81250 m respectivamente Pedese a calcular a vazão transportada supondo escoamento permanente com a profundidade de 300 m na seção 2 b definir o Coeficiente de Coriolis para as seções 1 e 2 conhecendose as velocidades médias nas subáreas indicadas na seção 2 e supondose que a velocidade média de 275 ms é constante em toda a seção 1 c determinar a pressão no fundo do canal na seção 1 e calcular a perda de carga total entre as seções 1 e 2 a calcular a vazão transportada supondo escoamento permanente com a profundidade de 300 m na seção 2 A 330 m² UΣ Ni AiA 2x45 3x24 2x 4533 U 273 ms Q AU 330 x 273 Q 900 m³s b definir o Coeficiente de Coriolis para as seções 1 e 2 conhecendose as velocidades médias nas subáreas indicadas na seção 2 e supondose que a velocidade média de 275 ms é constante em toda a seção 1 c determinar a pressão no fundo do canal na seção 1 e calcular a perda de carga total entre as seções 1 e 2 b αs2 Σ Ni² Ai U³ A αs2 2² ³ 45 3³ 24 2³ 45 273³ x 33 αs2 107 αs1 1 U U Ai A c pressão no fundo y Pγ U1 275 ms Q A1 U1 B y1 U1 900 10 x y1 x 275 y1 327 m zi y1 U1² 2g z2 y2 U2² 2g Δh 818 327 275² 2 x 981 81250 3 273² 2 x 981 Δh Δh 578 m