Universidade Federal da Grande Dourados Faculdade de Engenharia Curso de Engenharia Civil
Lista de exercícios de Hidráulica I – Lista 2 Professora Lôide Angelini Sobrinha
4.1. Um Sistema de distribuição de água é feito por uma adutora com um trecho de 1500 m de comprimento e 150 mm de diâmetro, seguido por outro trecho de 900 m de comprimento e 100 mm de diâmetro, ambos com o mesmo fator de atrito f = 0,028. A vazão total no S istema é 0,025 m³/s e toda a água é distribuída com uma taxa uniforme por unidade de comprimento q (vazão de distribuição unitária) nos dois trechos, de modo que a vazão na extremidade de jusante seja nula. Determine a perda de carga total na adutora, desprezando as perdas localizadas ao longo da adutora. (∆ = 19,61 ) 4.2. Por uma tubulação de 27” de diâmetro e 1500 m de comprimento, passa uma vazão de 0,28 m³/s de água. Em uma determinada seção, a tubulação divide-se em dois trechos iguais de 18” de diâmetro, 3000 m de comprimento, descarregando livremente na atmosfera. Em um desses trechos, toda a vazão que entra na extremidade de montante é distribuída ao longo da tubulação, com uma vazão por unidade de comprimento uniforme e, no outro, metade da vazão que entra é distribuída uniformemente ao longo do trecho. Adotando para todas as tubulaçãoes um fator de atrito f = 0,024 e supondo que todo o Sistema está no plano horizontal, determine a diferença de carga entre as seções de entrada e saída. Despreze as perdas singulars. ( ∆ = 4,35 ) 4.3. Os dois sistemas hidráulicos mostrados na Figura 4.17 são equivalentes e todas as tubulações possuem o mesmo fator de atrito da equação de Darcy-Weisbach. Detemine D.
4.5. No Sistema mostrado na Figura 4.18, do ponto A é derivada uma vazão Q A = 35 l/s e , em B, é descarregada na atmosfera Q B= 50 l/s. Dados: L1 = 300 m, D 1 = 225 mm, f 1 = 0,020, L 2= 150 m, D 2= 125 mm, f 2=0,028, L 3=250 m, D 3 = 150 mm, f 3 = 0,022, L4= 100 m, D 4 = 175 mm, f 4= 0,030. Calcular: a) o valor de H para satisfazer as condições anteriores; (H ( H = 15 m) m) b) a cota piezométrica no ponto A. (C. (C. PA = 8,78 m) m) Despreze as perdas localizadas e a carga cinética.
4.7. O sistema de distribuição de água mostrado na Figura 4.20 tem todas as tubulações do mesmo material. A vazão total que sai do reservatório I é de 20 l/s. Entre B e C, existe uma distribuição em marcha com
vazão por metro linear uniforme e igual a q = 0,01 l/(s.m). Assumindo um fator de atrito constante para todas as tubulações f = 0,020 e desprezando as perdas localizadas e a carga cinética, determine: a) a cota piezométrica no ponto B. ( C.PB = 586,42 m) b) a carga de pressão disponível no ponto C, se a cota geométrica deste ponto é de 576,00 m. (
=
5,52 ) c) a vazão na tubulação de 4” de diâmetro. ( Q4”=5,2 l/s)
4.10. No Sistema de abastecimento de água mostrado na Figura 4.22, todas as tubulaçõe têm fator de atrito f = 0,021 e, no ponto B, há uma derivação de 5,0 l/s. Desprezando as perdas de carga localizadas e as cargas cinéticas, determine a carga de pressão disponível no ponto A e as vazões nos trechos em paralelo. (
=
21,20 ; Q6” = 8,12 l/s; Q 8” = 16,88 l/s)
5.11. Qual deve ser a rotação específica de uma bomba para recalcar 0,567 m³/s de água através de uma adutora de 3050 m de comprimento, diâmetro de 0,60 m e fator de atrito f = 0,020, altura geométrica nula, com rotação de 1750 rpm? ( Ns = 492,8) Qual deve ser a rotação específica se duas bombas idênticas e iguais a esta são instaladas em paralelo e em série? ( Ns = 348,4; Ns = 828,7). 5.13. O Sistema de recalque mostrado na Figura 5.24 possui uma bomba que desenvolve uma potência de 10 cv, para uma vazão recalcada, com rendimento de 75%. Entre a bomba e o registro B há uma distribuição de vazão em marcha, constante, com taxa q =0,01 l/(s.m). O registro B, parcialmente fechado, provoca uma perda de carga localizada dada por ∆ℎ = 0,02472 , com ∆ℎ (m) e Q (l/s), para a vazão de escoamento, e no ponto C existe uma derivação de vazão Q c. A vazão que chega ao reservatório R 2, é de 5,0 l/s e a altura geométrica é de 30,0 m. Desprezando a carga cinética e as perdas de carga localizadas, exceto no registro, determine a vazão derivada Q c. Utilize a fórmula de Hazen-Williams com coeficiente de rugosidade C = 100. (Qc = 5,0 l/s). Dados:
5.17. O sistema de bombeamento mostrado na Figura 5.28 tem tubulações de sucção e recalque com diâmetros iguais a 4”, em tubos metálicos ( = 0,15 ). Ao longo dos 650 m de tubulação de recalque, existe uma distribuição de vazão em marcha com uma taxa constante q = 0,01 l/(s.m). Um manômetro colocado na saída da bomba indica uma pressão de 400 kN/m². Desprezando as perdas localizadas na tubulação de recalque, a carga cinética e sabendo que a tubulação de sucção com 3,5 m de comprimento possui uma válvula de pé com crivo e um cotovelo de raio curto 90º, determine: a) a vazão que chega ao reservatório superior; ( Q = 7,85 l/s) b) a carga de pressão disponível na entrada da bomba;(
= − 2,98 )
c) a altura manométrica da bomba; (Hm = 43,80 m) d) a potência necessária à bomba, supondo rendimento de 65%; ( Pot b = 12,89 cv) e) a potência ao motor elétrico commercial. (Potm = 15 hp)
10. Explique o fenômeno da cavitação em bombas.
