INSTITUTO SUPERIOR TÉCNICO DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL E ARQUITECTURA SECÇÃO DE HIDRÁULICA E RECURSOS HÍDRICOS E AMBIENTAIS. 2ºTeste 19/12/2008

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1 INSTITTO SERIOR TÉCNICO DEARTAMENTO DE ENGENARIA CIVIL E ARITECTRA SECÇÃO DE IDRÁLICA E RECRSOS ÍDRICOS E AMBIENTAIS IDRÁLICA II (º Semeste 008/009) ºTeste 9//008 Duação: 45 min. Ague em olhas seaadas as esoluções dos oblemas e e as esoluções dos oblemas 3 e 4. (identiique todas as olhas com o seu númeo de aluno e nome) ate Teóica ROBLEMA (,0 val.) Mencione e desceva sucintamente os modos de ocoência do tansote sólido. ROBLEMA (3,0 val.) A ati da Lei de Dac, deduza a exessão que elaciona o caudal ecolado o unidade de lagua, q, ente duas tincheias ectilíneas aalelas seaadas o um meio ooso homogéneo de emeabilidade K, assente sobe uma camada imemeável. As tincheias atingem a camada imemeável, sendo as altuas de água na tincheia de montante e na tincheia de jusante 0 e h 0, esectivamente. A distância ente tincheias é L. ROBLEMA 3 (,5 val.) Exlique o que entende o uncionamento em embalamento de uma tubina e uncionamento em vazio de uma bomba. Mencione em que condições odem ocoe. ROBLEMA 4 (,5 val.) Exlique oque azão uma dada tubina, acolada a um geado eléctico ligado à ede nacional, e instalada num aoveitamento hidáulico de queda vaiável, não ode unciona em condições de semelhança aa duas quedas distintas (sugestão: use as elações de semelhança das tubomáquinas na sua justiicação). FORMLÁRIO C π D n / V C W V C W n v c cos α v c cos α V KJ n h v V g c C g w W g

2 INSTITTO SERIOR TÉCNICO DEARTAMENTO DE ENGENARIA CIVIL E ARITECTRA SECÇÃO DE IDRÁLICA E RECRSOS ÍDRICOS E AMBIENTAIS IDRÁLICA II (º Semeste 008/009) ºTeste 9//008 Duação: h5 min Resolva cada oblema em olhas seaadas (identiique todas as olhas com o seu númeo de aluno e nome) ate ática ROBLEMA 5 (5,0 val.) A ati de um uo de catação de 0,50 m de diâmeto que atinge a base imemeável, hoizontal, de um manto eático com 90 m de esessua, extai-se o caudal de 0 ls. aa este caudal, obsevam-se ebaixamentos, em elação ao nível hidostático, de 0 m, no uo de catação, e de 5 m, num uo iezomético a 30 m do eixo do uo de catação. O nível hidostático situa-se 70 m acima da base do manto. (,5 val.) a) Detemine a emeabilidade do manto eático e a distância R aa a qual é nulo o ebaixamento em elação ao nível hidostático. (,5 val.) b) Detemine o caudal máximo que é ossível extai sem que o ebaixamento no uo de catação exceda 50 m. Considee que manto eático é alimentado com caga constante ( 70 m) à distância R, indeendentemente do caudal extaído. Nota: Se não esolveu a alínea a), considee K,8 x 0 5 ms e R 0 m. (,0 val.) c) Calcule os máximos valoes do gadiente hidáulico e do númeo de Renolds, na situação a que se eee a alínea a). Considee que o diâmeto médio dos gãos é 0, mm e que a viscosidade cinemática da água é 0 6 m s. Identiique o egime de escoamento que ocoe nos canalículos do meio ooso.

3 ROBLEMA 6 (5,0 val.) Dois esevatóios, de gandes dimensões, estão ligados o uma conduta elevatóia de eo undido (K 90 m /3 s ) com 00 mm de diâmeto e 000 m de comimento. A dieença de cotas das sueícies lives dos dois esevatóios é 40 m. Na conduta está instalada uma bomba centíuga caacteizada elo diagama em colina da Figua. A bomba oda com a velocidade n 0 e o seu endimento máximo é 0,70. O caudal é egulável o meio de uma válvula instalada a jusante da bomba. aa eeitos de cálculo, deseze as edas de caga localizadas, exceto a que ossa ocoe na válvula V, e considee α. (,5 val.) a) Detemine o caudal escoado, a altua total de elevação, a otência da bomba e a enegia consumida o m 3 de água, na situação em que é nula a eda de caga na válvula. (,0 val.) b) Detemine a eda de caga localizada na válvula quando o caudal escoado é 0 ls. (,5 val.) c) Admita que, aa eoça o abastecimento de água, se instala um guo electobomba igual e em aalelo com o imeio. Detemine as novas condições de uncionamento em temos de caudal, altua total de elevação e otência instalada, na situação em que é nula a eda de caga na válvula. NOTA: O Anexo, devidamente identiicado, deve se entegue com a esolução do oblema. (m) n 0 0,70 0,68 0,66 0, (l/s) Figua

4 IDRÁLICA II (º Semeste 008/009) ºTeste 9//008 ANEXO ROBLEMA 6 Númeo: Nome: (m) n 0 0,70 0,68 0,66 0, (l/s)

5 FORMLÁRIO J g z ds d α g α z η η g J D Re,5 3,7D k log / 3 / J KSR g K 6 s m 0 ν φ ψ c ' c sen sen Ri 6 / 90 d 6 K ρ * v t h v a max s σ ln ek π ln π K K π ν VD Re KJ V