Prof.: Victor Deantoni Lista de Exercícios Hidráulica Geral A Parte ,00m. 75mm. 1,5km
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- Thomas Soares Vieira
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1 Exercício 01: Prof.: Victor Deantoni Lista de Exercícios Hidráulica Geral A Parte 01 O Material apresentado é baseado em exercícios realizados em sala e em avaliações no curso de Hidráulica Geral para o curso de Engenharia Civil. Alguns exercícios podem necessitar de informações adicionais ou de dados técnicos que devem ser convenientemente adotados pelo estudante. Caso identifique algum, informe ao professor para que seja corrigido. Para a instalação a seguir, determine a pressão no ponto mais alto da rede. Em seguida altere o diâmetro de forma a obter uma pressão de 0,8mca neste ponto. Calcule também qual será a nova vazão. Rugosidade do material 0,5mm. 100,0m 75mm 99,00m 75,00m 0,5km 75mm Exercício 2: 1,5km Para o esquema abaixo: Encontre qual a vazão em cada um dos trechos da rede e qual a cota piezométrica no ponto X O Material é o PVC novo. 100,0m 94,0m Φ350mm 91,15m 600m 1000m Φ300mm 64,0m X Φ200mm 800m Lista de Exercícios - Prof. Victor Deantoni - 17/02/ / 17
2 Exercício 3 - Responda: Qual a vazão total no trecho? Qual a pressão no ponto X Se o reservatório inferior () necessita ser enchido em 3h, e apresenta (10x18x15)m³, o sistema está funcionando? Material: C=100 30,0m Φ100mm, 700m Φ160mm, 270m Φ230mm, 350m Φ200mm, 250m 2,0m Φ250mm, 300m X 0,0m 5000m Φ200mm Exercício 04: Para o esquema abaixo: Um sistema de abastecimento apresenta dois reservatórios. (a) Sabendo que a vazão que sai de é de 1000l/min determine se o reservatórios está sendo enchido, ou esvaziado e com qual a vazão? (b) Qual a vazão que chega ao ponto C? (c) Qual a pressão de abastecimento em c (em mca)? (d) Mantendo a vazão constante em e, encontrada anteriormente, qual o diâmetro de para que ele não seja abastecido, nem esvaziado. Coeficiente da Tubulação C= ,0m 94,0m Φ250mm 98,0m 91,15m 600m 400m Φ200mm X Φ300mm 800m Cidade 76,0m Lista de Exercícios - Prof. Victor Deantoni - 17/02/ / 17
3 Exercício 05: Em um experimento realizado em laboratório, para obtenção do coeficiente do material, utilizando Hazen William um pesquisador obteve, 5 pares de pressão em dois piezômetros, instalados conforme a figura. Qual o coeficiente de atrito ( C ) no trecho entre os piezômetros? Apresente as equações utilizadas: 2,0m P1 (mca) P2(mca) Q (l/min) P1 P2 0,0m ΦExt=60mm Φint=51mm 300cm Exercício 06: Descubra o coeficiente de Atrito (Hazen Willian e Flamant) e a rugosidade (Universal) do Material para o seguinte experimento realizado. Desconsidere as perdas localizadas 13,0m Experimento P1 P2 Vazão (L/min) P1 P2 0,0m Φint=50mm 400cm Lista de Exercícios - Prof. Victor Deantoni - 17/02/ / 17
4 Exercício 07: Utilizando a equação Universal para perda de carga, dimensione a tubulação do sistema apresentado para que a vazão de saída de seja de 300l/min, suficiente para abastecer o reservatório. O material utilizado apresenta rugosidade (e) de 0,01mm e a viscosidade cinemática da água pode ser considerada 1, m²/s. Apresente todas etaas de cálculo 100,0m 45,0m 2,5km Exercício 08: Dimensione a tubulação (ou as tubulações), utilizando a equação de Hazen William, de modo que em qualquer ponto a pressão seja superior a 1mca. Fator de atrito do material C=120. Vazão de projeto =100l/s. A parcela cinética pode ser desprezada. 100,0m 98,50m 75,00m 0,5km 1,5km Exercício 09: Qual a vazão total no trecho? Qual a pressão no ponto X Se o reservatório inferior () necessita ser enchido diariamente (24h), e apresenta (10x12x15)m³, o sistema está funcionando? Material: C=120 Φ100mm, 700m Φ150mm, 280m Φ130mm, 350m Φ100mm, 250m Φ150mm, 300m X 500m Φ100mm Lista de Exercícios - Prof. Victor Deantoni - 17/02/ / 17
5 Exercício 10: Qual a pressão no chuveiro?, Sabendo que a vazão deve ser de 0,2L/s. Material PVC C=130 0,5m RG 2,0m CH Diâmetro ¾ 2,0m RP 1,50m 0,50m Lista de Exercícios - Prof. Victor Deantoni - 17/02/ / 17
6 Lista de Exercícios - Prof. Victor Deantoni - 17/02/ / 17 Exercício 11: Desenhe a linha de energia e piezométrica para a tubulação
7 Exercício 12: Desenhe a linha de energia e piezométrica para a tubulação RG RG RG Lista de Exercícios - Prof. Victor Deantoni - 17/02/ / 17
8 Exercício 13: Para o sistema hidráulico abaixo calcule a vazão de saída no ponto B, o material utilizado é o Aço Galvanizado, desconsidere a parcela cinética: Exercício 14: A ligação entre os dois reservatórios mantidos a níveis constantes é feitas pelas tubulações conforme mostrado na figura. Sendo f=0.02, desconsiderando as perdas localizadas e a parcela cinética da energia, determine a vazão que chega ao segundo reservatório. Lista de Exercícios - Prof. Victor Deantoni - 17/02/ / 17
9 Exercício 15: Para o esquema abaixo: Supondo que o diâmetro do trecho X-Y é 250mm. Calcule o valor da energia no ponto X. Sendo que as vazões saindo de e são 10l/s e 20l/s respectivamente. (Rugosidade de 0,02mm). Utilize a equação universal, não é necessário considerar a parcela de energia cinética. *A pressão no ponto Y é de 15mca Após isso calcule qual deveria ser o diâmetro de -X e -X para que vazão de saída de seja duas vezes maior que a saída de (como explicitado anteriormente). Utilize a fórmula universal e considere o fator de atrito igual a 0,02 (apenas nessa etapa no exercício anterior ele deve ser calculado). Lista de Exercícios - Prof. Victor Deantoni - 17/02/ / 17
10 Prof.: Victor Deantoni Lista de Exercícios Hidráulica Geral A Parte 02 Exercício 1: Uma instalação elevatória deve recalcar água para um reservatório elevado na cota 100m, sendo que a água encontra-se na cota de 80m. Sabe-se também que o reservatório elevado (200m³) deve ser enchido em no máximo 6h. Despreze as perdas de carga localizadas. Determine o diâmetro de Sucção e Recalque Encontre o ponto de funcionamento para uma bomba Verifique se a associação em série ou em paralelo permite um gasto menor de energia. 100,00m L=450m 80,00m L=20m B 85,00m C=130 (ambos os trechos) Aço Galvanizado revestido Altura Manométrica (m) % 50% 30% Vazão (m³/h) Lista de Exercícios - Prof. Victor Deantoni - 17/02/ / 17
11 Exercício 2: Encontre o Ponto de Funcionamento e verifique se ocorre cavitação para a instalação abaixo. Rugosidade do material 1mm. 100,00m L=550m 80,00m L=30m B 87,00m e=0,001m PVC Eq. Universal Altura Manométrica (m) % 50% 30% Vazão (m³/h) Lista de Exercícios - Prof. Victor Deantoni - 17/02/ / 17
12 Exercício 03: Uma instalação elevatória deve recalcar água para um reservatório elevado na cota 100m, sendo que a água encontra-se a uma cota de 90m. Sabe-se também que o reservatório deve ser enchido em no máximo 10h (a cada dia). Despreze as perdas de carga localizadas. A) Determine o diâmetro de Sucção e Recalque B) Encontre o ponto de funcionamento para uma bomba (escolha o rotor mais apropriado) C) Verifique se a associação em série ou em paralelo permite um gasto menor de energia. (Apresente todas as etapas) Custo da energia R$0,50/MWh L=1000m L=10m B C=100 (ambos os trechos) Altura Manométrica (m) Vazão (m³/h) Lista de Exercícios - Prof. Victor Deantoni - 17/02/ / 17
13 Exercício 04: Uma instalação elevatória deve recalcar água para um reservatório elevado na cota 100m, sendo que a água encontra-se a uma cota de 90m. Sabe-se também que o reservatório elevado (300m³) deve ser enchido em no máximo 10h (a cada dia). Despreze as perdas de carga localizadas. A) Determine o diâmetro de Sucção e Recalque (1pt) B) Encontre o ponto de funcionamento para uma bomba (escolha o rotor mais apropriado) (4pt) C) Verifique se a associação em série ou em paralelo permite um gasto menor de energia. (Apresente todas as etapas) Custo da energia R$0,50/MWh (5pt) L=70m L=10m B C=130 (ambos os trechos) Aço Galvanizado revestido Altura Manométrica (m) A B 80% 70% 60% Vazão (m³/h) Lista de Exercícios - Prof. Victor Deantoni - 17/02/ / 17
14 Exercício 05: Para o sistema abaixo encontre o ponto de trabalho do sistema utilizando duas bombas em paralelo (2pts), após isso identifique com quanto cada uma delas contribui (1pt). No caso da parada de uma das bombas qual é o novo ponto de funcionamento(1pt), no que isso implicará (1pt)? Apresentação do gráfico também será avaliada! Considerar o comprimento equivalente das peças igual a 12m (sucção) e 18m (recalque). Curva característica de uma bomba: Hb= Q 2 (Q em m³/s) 142m 2m 2m 20m 8m 4m 2m 2B 2m C=120 (Hazen Williams) Diâmetro (todos) = 150mm Hm(m) Q(L/s) Lista de Exercícios - Prof. Victor Deantoni - 17/02/ / 17
15 Exercício 06: No Gráfico da bomba abaixo descubra o ponto de funcionamento do sistema (e o rendimento), sendo altura geométrica 30m e perda de carga no recalque e sucção dado por. Utilize a bomba 333. A vazão na expressão acima deve estar em m³/s. Lista de Exercícios - Prof. Victor Deantoni - 17/02/ / 17
16 Exercício 07: Para o sistema abaixo encontre o ponto de trabalho do sistema utilizando duas bombas em série, após isso identifique com quanto cada uma delas contribui. No caso da parada de uma das bombas qual é o novo ponto de funcionamento, no que isso implicará? Considere X igual ao último dígito do seu RA. Curva característica da bomba: Hb=(20+X)-4500Q 2 (Q em m³/s) 86m 2m 5m 20m Hm(m) 6m 2m 2B 2m Montante da Bomba 1 Registro Gaveta Jusante da Bomba 1 válvula de retenção C=120 (Hazen Williams) H=850m (Bomba) Diâmetro (todos) = 100mm Considerar apenas os cotovelos de 90º Q(L/s) Lista de Exercícios - Prof. Victor Deantoni - 17/02/ / 17
17 Exercício 08: Sabendo que a bomba do exercício anterior (quando funcionando sozinha), tem um NPSHr de 1m, a altitude da bomba é 1000m, e a temperatura ambiente de 20ºC. Determine se ocorrerá a cavitação. Escreva se ela é afogada ou não. Exercício 09: Uma tubulação transporta água a uma velocidade de 4m/s, em um dado instante de tempo um operador fechou o registro impedindo o fluxo de água, ele levou exatos 2 segundos para fechar por completo o registro. Sabendo que a tubulação apresenta um comprimento de 250m, diâmetro de 200mm. Sabendo que a pressão no trecho antes do fechamento era de 120mca, e que a tubulação suporta no máximo 200mca. Espessura do tubo 2mm, k =0,5. (Avalie por 2 fórmulas diferentes, a sua escolha) Exercício 10: Qual a sobrepressão, em uma tubulação de 3 polegadas, que transporta uma vazão de 450L/s. O comprimento da tubulação é de 800m. A pressão máxima na rede é de 50mca. Calcule para um fechamento de 1s e também de 10s, compare os resultados. Lista de Exercícios - Prof. Victor Deantoni - 17/02/ / 17
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