Phd Hidráulica 2010-2 Prova Final Gabarito

ESCOLA POLITÉCNICA DA UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO\nPHd 2305 Hidráulica Geral III\nProva Final 2010-2\nATENÇÃO: Ler atentamente as instruções abaixo\n1. Não é permitida a consulta a nenhum tipo de material, apontamentos ou aos colegas.\n2. Os telefones celulares devem ficar desligados e guardados, não sendo permitido também o uso de computadores, notebooks, lápis, borrachas e similares. As calculadoras só serão permitidas desde que não programáveis nem aliméricas.\n3. Responder as questões apenas no local indicado. Não sendo consideradas as respostas fora de lugar.\n4. Não é permitida a saída da sala sem a entrega da prova.\n\n(1) - (2) - (3)\n q\\( q(x) )\nA x\\( g(\\Delta z) )\n \\( g \\frac{d h}{dx} \\)\n(4) - (5) - (6) - (7) - (8)\n \\( \\frac{ \\partial q}{\\partial t} + \\frac{ \\partial q (B^2)}{\\partial x} + g\\Delta h = q cos(r) \\)\n\n1. Explique o equilíbrio da primeira equação e como a mesma pode ser discretizada em diferenças finitas para determinação da profundidade.\n\n\n\n\n2. Qual condição inicial pode ser adotada para a solução das equações acima através do Método McCormack. Como isto pode ser feito na prática?\n\nCondicao crucial = regime permanente variado no espaço\n\nNa prática = fórmula que aborda o intervalo do tempo com as condições constantes no tempo. As figuras abaixo representam os hidrogramas e limnigramas na primeira e última seção de um trecho de rio de 36 km, contido por uma barragem que mantém o nível d'água constante durante a passagem de uma cheia. A seção transversal do retangular é base 15 m. A decividade longitudinal é variável e a rugosidade Manning é 0,025 m 1/2/s. Utilize estas informações para as questões a seguir.\n\n3. Determine a velocidade de propagação das pequenas perturbações neste canal, considerando a vazão inicial e a condição de escoamento uniforme.\n \n\\( c = \\sqrt{gA} \\)\n\\( A = 0,5 \\times 50 \\times 1 \\)\n\\( y = (0) = \\sqrt{g \\times 8.413} = \\)\n\n4. Em que instante, em horas, pode-se afirmar que a vazão, na seção da barragem foi alterada em função da cheia?\n\nAprox. 12 horas. 10. Numa adutora de PVC com diâmetro 300mm e 1260 m de comprimento cessa a vazão de 140 l/s. Sendo a espessura das paredes 10mm, o módulo de elasticidade do PVC igual a 2,6 GPa, o módulo de elasticidade da água igual a 2,2 GPa e a especificidade da água igual a 1.000 kg/m³, qual é a máxima pressão de sobrepressão teórica que pode ocorrer para o fechamento em si de uma válvula em sua extremidade?\n\n\\( c = \\frac{KD}{E L} \\)\n\n\\( \\Delta p = \\alpha g \\) \\( 289 m/s \\)\n\n\\( \\Delta p \\approx 58 m h_2O \\)\n\n11. A que se deve a atenuação progressiva das oscilações do nível d'água numa chaminé de equilíbrio?\n\nPelos de corpo estruturados e tubulados.\n12. Indique um dispositivo de proteção apropriado para atenuar os transientes gerados pela parada de uma bomba de recalque.\n\n- Válvula de Descarga\n- Chaminé de equilíbrio\n\n13. Qual a restrição que aplica a Lei de Darcy, relativo aos escoamentos em meios porosos?\n\n- Regime laminar.