Lista de Exercícios de Hidráulica - Unidade III

ENCIV0161 Hidraulica Unidade III Lista de Exercicios Ex 1 Certa industria necessita bombear 36 m3h de agua As alturas estaticas de succao e de recalque medem 3 me 10 m respectivamente Determinar 1 Os diametros econdmicos das tubulagdes Dado K 1 2 A poténcia do conjunto motorbomba admitindose o rendimento global 71 65 Os comprimentos das tubulagdes de succdo e de recalque sio 7 m e 20 m respectivamente Os tubos sao de ferro fundido f 0026 Coeficientes k para perdas localizadas Sucao valvula de pé com crivo k 220 curva de 90 k 040 Recalque valvula de retengao k 250 curva de 90 k 040 registro de gaveta aberto k 020 saida da canalizagao k 100 Res Ex 1 1 Didmetros econdmicos 36 1 3 Q 3600 001 m3s D KO 1001 D 0100 m D 100 mm recalque D 150 mm succ4o 2 Poténcia do conjunto 4 4001 Velocidade na sucao V oD 01502 057 ms 4 4001 Velocidade no recalque V op 0 1002 127 ms Perdas de carga na sucgao valvula de pé com crivo k220 k040 Yk 260 v2 057 yk 260 057 004 m 28 28 l V2 7 057 1 f 0026 002 I 9g 0026 T7597 9g 202m v2 hy jsls Lk 002 004 006 m 28 Perdas de carga no recalque valvula de pé retengao k250 k040 registro de gaveta aberto k020 saida da canalizagao k100 yk 410 Vv 127 yee 419 020 034m 28 28 lL VP 20 127 1 f 0026 043 Jn Ff 5g 0026 O09 39 nem v2 hy in Eke 034043 077m Altura manométrica Hy hs h hy hy 310006043 1383 m QH 1000 001 1383 Poténcia do conjunto N a 475065 284CV a Ex 2 Certa bomba esta instalada a 1500 m de altitude transporta 4gua a 90C perde 120 m de carga na sucgo e tem NPSH 460 m Qual a altura maxima de sucgao permitida Dado pressdo de vapor 4 90C 718 m Res Ex 2 P P PR P NPSHq a 1 NPSH hs 2 1 NPSH Y Y Y Y Po 760 0081 altitude 760 0081 1500 136 136 868 y 1000 1000 nem Po P Z 0 Aner y 2 n NPSH 868 718 120 460 4 30 m bomba trabalhara afogada a Ex 3 A bomba mostrada na figura deverd recalcar uma vazdo de 30 m3h e para esta vazio o VPSH 250 m A instalagdo esta na cota 83450 m e a temperatura média da Agua é de 20C Determinar o valor do comprimento x para que a folga entre o VPSH4q e o NPSH seja de 380 m Dados diametro da tubulagao de 3 75 mm tubulagéo de PVC rigido coeficiente de HazenWilliams C 150 na succdo existe uma valvula de pé com crivo e um joelho de 90 para os quais o comprimento equivalente total vale 307 m pressa4o de vapor 4 20C 024 m io i 050m 4 l 83450 tees f fy BS eS 83310 a ee LL x ee REE RO ECC emeitenien pf Res Ex 3 NPSHqa NPSH 380 NPSHqg 250 380 NPSHq 630 m Po 760 0081 altitude 760 0081 834 50 136 M 136 9 42 y 1000 1000 em hs 83450 83310 140 m g eq 3036008 ef OO SseE hy 1065 cuss pit ls 5 1065 150185 007587 x 050 307 PR P NPSHq 7 1 y H 630 30360085 942 140 024 1065 050 307 630 9 9 9 9 150185 007587 x d y 9 9 x327m a Ex 4 Calcular a velocidade da agua e a descarga de um canal trapezoidal com taludes de 151 e declividade do fundo de 11600 sendo as paredes do canal a de terra C 359 n 0025 b revestidas com lajes de concreto C 739 n 0013 B760 S S ha1 20 m 4 4 q py 5 se 8 SATS SET ATRHTSE 4m Res Ex 4 Caso dos Problemas Gerais do Calculo de Canais 1 V C VRS Chézy ou V RS Manning n S 11600 Bb 7604 A 45 y 2 120 696 m tg 0 115 6 0588 rad 337 2y 2120 Pb 44 833 Sen 0 Sen 3379 m A 696 R aa h5 833 0836 m Paredes de terra Chézy VC JR S 359 0836 11600 082 ms QAV 696082 57 ms 1 1 Manning V RP Si 0005 083623 11600 089 ms Q A V 696 089 6 19 m3s n 9 Paredes com revestimento Chézy V CVRS 739 0836 11600 169 ms QAV 696 169 1176 ms 1 1 Manning V Re g2 TE 083623 11600 171 ms AV 696 171 119 m3s n 9 Ex 5 Calcular a descarga e a declividade de um canal semicircular com m de diametro e paredes revestidas de concreto C 659 sendo 15 ms a velocidade da agua Res Ex 5 Caso 2 dos Problemas Gerais do Calculo de Canais 1 D m1 QAV V 15 0589 ms A aD8 D 1 R Oo ES ea ee 2 p apa 474 70m ve 15 Chézy VCVRSS 00024 m 7y h e ase m a Ex 6 Dimensionar um canal para uma vazao de 05 m3s e uma declividade de 09 mkm admitindo que se possa utilizar uma secd4o semicircular com revestimento de cimenso alisado n 0012 Res Ex 6 mD 1 93 mD 1 D 1 1 AVaR912 2 527 2 2 2 p83 512 g FG h 4 n 4 4252 n 8 2016 n 2016 001205 ps3 2016 m2 2016 0012 05 1 098 m nm sgi2 1 000092 P Ex 7 Um curso d4gua tem 20 km de comprimento e a diferenga de cotas entre as secdes extremas é de 1 m Sendo o seu curso muito tortuoso e sujeito a cheias vai ser retificado por um canal trapezoidal com 10 km de extensao A descarga a considerar no projeto é de 20 m3s e os taludes do canal tém declividade de 32 Dimensionar 0 canal admitindo que possa ser empregada a forma de minima resisténcia Dado n 00275 A 120 km mS CK Dy B Res Ex 7 Talude 32 tg 9 23 0 337 S1m10km110 10 00001 mm é 2 6 Trapézio de minima resisténcia com fixo y 5 VASA y 4a 2208337 2 4 91069 4 Ihada sen 3379 y 2 y area molhada Perimetor molhgdo Pb 2 y y Cc c Sc c eee eee sen sen 337 0555 bb2 2A A Como A Ce yo 25 2bxSbx 2 y A y Sendo tg yx xycotg 9 Assim b ycotg 0 y 2 106 y Jé que A 2106y b a ycotg 337 b 0606y Assim P b2c0606y2 3 P4210y perimetro molhado A 2106y Raio hidraulico Ry 5 ins R 05y 5 1 Vaziio Q AV 2106y RP i n Entdo 20 2106y 1 2 000012 20 0482y83 y 4043 m 00275 2 Dimensoes Finais do Canal xycotg 0 4043 cotg 337 x 6065 m A 2106y 2 106 4043 A 34424 m b 0606y 0606 4043 b2450m Bb2x245026065 B 14579 m a Ex 8 Num coletor circular com 030 m de diadmetro a altura ddgua é de 6 cm Sendo 25 mkm a declividade do conduto calcular a velocidade e a vazao Dado C 472 Res Ex 8 Dados D 030 m y6 cm S 25 mkm C 472 6 2y 2006 yeD 1 1 1 d yeD90 cos 5 D 030 060 0 855 ra 68 sen 0 1855 sen1855 rad DeR R D 030 0 0362 mh 40 41855 ume C ReSV V 472 00362 251000 045 ms 1 1 d DeOsSA A S D HSS a seat or 030 0 1067 m2 8 8 001007 AeVQ QAV 6 1007 045 00045 ms 001007 a Ex 9 Um canal retangular com 3 m de largura conduz 3600 Is quando a profundidade é de 15 m Calcular a energia especifica da corrente liquida e verificar se o escoamento se da no regime torrencial ou no regime tranquilo Res Ex 9 Q 36001000 Vv 087 Va 315 08 ms dg 2981 0033 m v2 Energia EF y 2 150033 1533 m Num canal retangular a profundidade hidraulica D é igual a do canal y 15 m V 08 Ntimero de Froude F 0208 VgD V98115 Como F 1 Regime Tranquilo Subcritico a Ex 10 No canal do exercicio anterior calcular a profundidade a velocidade e a declividade criticas O canal é revestido de concreto n 0013 Res Ex 10 ae v D Regime Critico i Ve8Ve Como V e Ve b largura do canal Assim Ve Prof Critica 2 2 3 2 of BP 36001000 9 559m Bye By Yc bye Ye Bog ye b2g 32981 Vel Critica Ve g ye V9 810527 2274 ms Raio Hidraulico ime eritico Ry 4 2 2977 9 39 aio Hidrdulico no regime critico Ry 5 bi2ye 3420527 m 2 2 1 V 0013 2274 Dec Critica Ve R Sv S ZS eo 000306 mm n Re 039 a Ex 11 O sangradouro de uma barragem descarrega 108 ms por um canal de seco retangular com 6 m de largura e forte declividade revestido de concreto e terminado por uma plataforma horizontal Sendo 030 m a profundidade da agua na extremidade do canal calcular a profundidade da 4gua depois do ressalto o comprimento deste e a poténcia dissipada Res Ex 11 Velocidade da d4gua na extremidade do canal Q Q 108 Vv 1A by 6 030 8 9g em Vi 6 Ry 350 1 Vai V981030 Profundidade depois do ressalto y2 ng FSF pag 3 14 VIFE RS l 148F7 1 18350 yo 1341 ye 2M TV TPT 939 Wat y m Velocidade depois do ressalto Q 108 v3 Vo 2 1342 ms 0092 boyy 61341 Se 9g ee ePerda de carga no ressalto VP Vy AE E E i v2 0341835 1341 0092 07 m Poténcia perdida no ressalto kgfm 3s AE 1000 10807 NCY ykgfm3 Qms m 000 108 0 101 CV 75 75 Comprimento do ressalto Férmula do USBR L 69 v2 y1 69 1341 03 718 m