Resolução Prova Mecanica Hidráulica 2

IPH 01 102 Mecânica dos Fluidos e Hidráulica II Prof Rafael Manica Exercícios Área 1 DHH Departamento de Hidromecânica e Hidrologia IPH Instituto de Pesquisas Hidráulicas UFRGS Conduto Dres 10 m D 002 m Hp 10 m T 25 ºC Exercício 1 calcular a vazão aconsiderando a velocidade de aproximação V1 0 e b com V1 0 Q 𝑉 2 𝐴2 991128 𝜋002 2 4 000311373𝑚 ³𝑠 Q 𝑉 2 𝐴2 990253 𝜋002 2 4 0 00311098𝑚³𝑠 a b Exercício 2 Calcular a pressão no ponto A e indicar as parcelas de energia do escoamento nesse ponto Conduto L 300 m D 150 mm Q 31 ls T 25 ºC PA 1843 m Resp Q 0007652 m³s V 2706 ms Re 811 laminar Z2 642 m hp 491 m Exercício 3 Exercício 4 Exemplo A Um conduto forçado transporta água a 40ºC e tem 200 mm de diâmetro A rugosidade equivalente do material da parede interna é igual a 01 mm e a vazão é de 30 ls Calcular o fator de perda de carga f a perda de carga unitária J e a perda de carga em 100 m de conduto hp Caso da Perda de Carga calculo DIRETO Resposta f 001825 J 000424 hp para L100 m 0424 m b Se as características de rugosidade do conduto eram essas para o início e para a daqui 3 anos calcular o envelhecimento do conduto para 10 e 25 anos Conduto Tempo ano Rugosidade e mm 1 0 01 3 0258 10 Resp 0627 25 Resp 1417 Calcular a perda de carga total ao longo de um encanamento de plástico com 20 mm que abastece um chuveiro conforme a figura Conduto 1 Q 02 litross e 006 mm D 20 mm T 25 ºC Número Singularidade Ks Ks nº 1 Entrada normal 05 3589 Cotovelo 90º 103 24 Registro gaveta 015 7 Registro Globo 8 6 Tê de saída lateral 087 10 Chuveiro 5 total 2 2 2 equiv V V f L Ks 08966 0388 128 m D 2g 2g hp f L V J L 08966 054 14367 m D 2g Exercício 5 Exercício 6 Um sistema de proteção contra incêndio é suprido de um reservatório com 24 m de altura O conduto mais longo do sistema possui um comprimento de 183 m sendo de ferro fundido com 20 anos de uso e 025 mm Seu diâmetro é de 100 mm Qual é a vazão Os registros estão 100 abertos Temperatura 21ºC Resp Q 00245 m³s Ks saida 10 Ks entrada 05 Conduto 1 D 100 mm e 06 mm L 48 m T 20 ºC Exercício 7 Um sifão de irrigação é colocado sobre um dique Estime a vazão esperada sob uma perda de carga de 03 m Qual é a pressão no ponto C Temp 20ºC Dados Resp Q 000980 m³s e pc0737mca Conduto Q 00471 m³s e 05 mm L 1104m T 25 ºC Exercício 8 CALCULO DE CONDUTOS 2 Uma adutora de ferro fundido não revestido e 05mm transporta água a 25ºC unindo dois reservatórios nas cotas 84 m e 68 m com uma vazão de 00471 m³s L 1104 m d desejase aumentar 25 a vazão original mantendo o mesmo diâmetro Qual o novo material da canalização Ver tabelas na apostila a Determine o diâmetro da canalização Feito em aula b Determine a vazão após 25 anos de uso sabendo que a rugosidade do conduto novo é de 050 mm e que a rugosidade de 056 mm foi determinada após 10 anos de serviço Resp a 200 mm b 00454 m³s c 202 mm c Enovo mat 526e5 m c Determine o diâmetro após 25 anos de uso sabendo que a rugosidade do conduto novo é de 050 mm e que a rugosidade de 056 mm foi determinada após 10 anos de serviço considere a vazão original Conduto 1 D 75 mm e 00 mm L 100 m SKs 05 T 20 ºC Exercício 9 Qual o nível h do reservatório que deve ser mantido para produzir uma vazão volumétrica de 003 m³s e água B Qual o nível h do reservatório que deve ser mantido para produzir uma vazão volumétrica de 003 m³s e água com uma rugosidade de e01 mm A Z1 6068 m B Z1 6992 m Exercício 10 Para transpor uma depressão no canal adutor de um sistema de irrigação é intercalado um sifão invertido com 600 m de comprimento que deve conduzir 6 m³s Calcular o diâmetro do sifão sabendo que a diferença de cotas das superfícies de água de montante e jusante é de 24 m Conduto 1 Q 6 m³s e 2 mm L 600 m SKs 075 T 20 ºC b Qual a altura da linha de Energia logo apos a 2º curva 45º distante 430 m do reservatório 1 Diametro D 175 m liNHA Energia 06806 m Conduto 1 Conduto 2 D 300 mm 200 mm e 10 mm 05 mm L 200 m 150 m SKs 00 00 T 15 ºC Uma linha transporta 100 litross de água a 15 ºC dividindose em dois condutos em um nó A e novamente reunindose em um nó B Calcular a distribuição de vazões entre os dois condutos cujas características são Exercício 11 Exemplo da definição de distribuição de vazão Resp Q1 70 Q1 30 Conduto 1 Conduto 2 Conduto 3 Conduto 4 D 400 mm 300 mm 250 mm 400 mm e 05 mm 1 mm 1 mm 1 mm L 350 m 2800 m 2750 m 450 m Ks 05 06 06 10 T 20 ºC 20 ºC 20 ºC 20 ºC Exercício 12 CONDUTO EM PARALELO Para a instalação a seguir determine as vazões que passam por 2 e 3 para que escoe 01885 m³s entre os reservatórios Determine A o desnível DZ entre os reservatórios B o conduto equivalente ao trecho em paralelo L 2800 m e e 10 mm Resp Q2 62 Q3 38 b D Z 403 m e Dequi 360 mm Coeficiente de perda singular Ks Peça Cotovelo 90 090 Entrada tubulação 050 Saida Tubulação 100 Resp a Q004m³s b D170 mm Exercício 13 Sistema em paralelo a Calcule a Vazão q15 º C e e 00005 m em todos os condutos b Qual é o diâmetro do conduto equivalente para o trecho em paralelo L185 m e e 0001 m para essa situação c Calcular a vazão usando HazenWillians C140 Exercício 14 No esquema da instalação apresentado a seguir Desejamos saber a Estando o registro C fechado qual a vazão que circula de A para B b Qual a vazão máxima teórica possível de ser derivada em C Dados D1 600 mm e e1 00001 m Dados D2 400 mm e e2 00002 m q 15ºC a Q 0327178 m³s b B Qtotal 225m3s Exercício 15 No esquema da instalação apresentado a seguir Desejamos saber a Estando o registro R fechado qual a vazão que circula de R1 para R2 b Abrindo o registro de modo que a altura de pressão no ponto E seja de 50 mca que vazão alimenta R2 e qual a vazão derivada em E c Qual deve ser a vazão derivada a fim de que R2 não receba nem forneça água d Qual a vazão máxima teórica possível de ser derivada em E resp a QAB 5127 ls b QEB 193 ls QE 614 ls c QE 847 ls d QE 1977 ls Dados D1 400 mm e E1 00001 m Dados D2 300 mm e E2 00002 m q 15ºC Considere que a LE linha de energia é igual a LPlinha piezométrica Exercício 16 No esquema da instalação apresentado a seguir Desejamos saber a Estando o registro X fechado qual a vazão que circula de A para B b Qual a vazão máxima teórica possível de ser derivada em X D3 250 mm e3 00001 m L3 600 m q 15ºC D1 600 mm e1 00002 m L1 2440 m X L1 D1 e1 L2 D2 e2 Z1 ZX R2 Z2 R1 qx A M N B referencial R3 K L3 D3 e3 Z3 D2 400 mm e2 00002 m L2 1200 m Z1 230 m Z2 190 Z3 165 m Zx 121 m a Q 0443 m³s b Q 292 m³s Exercício 17 No esquema da instalação apresentado a seguir Desejamos saber a Estando o registro X fechado qual a vazão que circula de R1 para R2 b Abrindo o registro de modo que a altura de pressão no ponto X seja de 60 mca que vazão alimenta R2 R3 é alimentado e qual sua vazão e qual a vazão derivada em X c Qual deve ser a vazão derivada a fim de que R3 não receba nem forneça água d Qual a vazão máxima teórica possível de ser derivada em X Dados L1 450 m D1 400 mm e e1 00001 m Dados L2 150 m D2 300 mm e e2 00002 m Considere que a LE linha de energia é igual a LPlinha piezométrica X L1 D1 e1 L2 D2 e2 ZX R2 Z2 R1 qx A M N B R3 K L3 D3 e3 Z3 Dados L3 80 m D3 200 mm e e3 00001 m Z1 q 15ºC Z1 300 m Z2 190 Z3 150 m Zx 100 m a Q 087 m³s b Qtotal 16267 m³s QR2 para x 05712 m³s QR1 para R3 01675 m³s Vazão em qx 203 m³s c Qtotal 16845m³s QR2 para X 06600m³s QR1 para R3 0m³s Vazão em qx 23441m³s d Q 356 m³s