Hidráulica para Engenharia Civil e Ambiental

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1 Hidráulica para Engenharia Civil e Ambiental Sumário Agradecimentos v Prefácio vii Uma Breve História da Hidráulica ix Notas Introdutórias xi Principais Símbolos xv Parte I Princípios e Aplicações Básicas 1 Hidrostática PRESSÃO MEDIÇÃO DA PRESSÃO FORÇAS DE PRESSÃO EM CORPOS SUBMERSOS FLUTUAÇÃO RESUMO Princípios do Escoamento de Fluidos INTRODUÇÃO CLASSIFICAÇÕES DOS ESCOAMENTOS... 22

2 2.3 VISUALIZAÇÕES DE PADRÕES DE ESCOAMENTO EQUAÇÕES FUNDAMENTAIS DA DINÂMICA DOS FLUIDOS APLICAÇÕES DAS LEIS DE CONSERVAÇÃO AO ESCOAMENTO DE FLUIDOS APLICAÇÃO DA EQUAÇÃO DA ENERGIA APLICAÇÃO DA EQUAÇÃO DA QUANTIDADE DE MOVIMENTO MEDIDA DA VELOCIDADE E DA VAZÃO ESCOAMENTOS POTENCIAIS ALGUNS PADRÕES DE ESCOAMENTO TÍPICOS RESUMO Comportamento dos Fluidos Reais FLUIDOS REAIS E IDEAIS ESCOAMENTO VISCOSO ESTABILIDADE DOS ESCOAMENTOS LAMINARES E O INÍCIO DA TURBULÊNCIA AÇÃO DE CISALHAMENTO EM ESCOAMENTOS TURBULENTOS CAMADA-LIMITE ALGUMAS IMPLICAÇÕES DO CONCEITO DE CAMADA-LIMITE CAVITAÇÃO EFEITOS DA TENSÃO SUPERFICIAL... 76

3 3.9 RESUMO Escoamento em Tubos e Condutos Fechados INTRODUÇÃO CONTEXTO HISTÓRICO CONCEITOS FUNDAMENTAIS DO ESCOAMENTO EM TUBULAÇÕES ESCOAMENTO LAMINAR ESCOAMENTO TURBULENTO PERDAS DE CARGA LOCALIZADAS TUBOS PARCIALMENTE CHEIOS RESUMO Escoamento em Canais Abertos ESCOAMENTO COM SUPERFÍCIE LIVRE CLASSIFICAÇÃO DOS ESCOAMENTOS CANAIS NATURAIS E ARTIFICIAIS E SUAS PROPRIEDADES DISTRIBUIÇÃO DA VELOCIDADE, COEFICIENTES DE ENERGIA E DE QUANTIDADE DE MOVIMENTO ESCOAMENTOS LAMINAR E TURBULENTO ESCOAMENTO UNIFORME

4 5.7 ESCOAMENTO RAPIDAMENTE VARIADO: USO DOS PRINCÍPIOS DA ENERGIA ESCOAMENTO RAPIDAMENTE VARIADO: USO DOS PRINCÍPIOS DA QUANTIDADE DE MOVIMENTO MEDIDORES DE PROFUNDIDADE CRÍTICA ESCOAMENTO GRADUALMENTE VARIADO ESCOAMENTO TRANSIENTE RESUMO Surtos de Pressão em Tubulações INTRODUÇÃO EFEITO DO FECHAMENTO BRUSCO DA VÁLVULA ESCOAMENTO TRANSIENTE COMPRESSÍVEL ANÁLISE DE PROBLEMAS MAIS COMPLEXOS OBSERVAÇÕES FINAIS RESUMO Máquinas Hidráulicas CLASSIFICAÇÃO DAS MÁQUINAS BOMBAS DE FLUXO CONTÍNUO DADOS DE DESEMPENHO DE BOMBAS DE FLUXO CONTÍNUO

5 7.4 SELEÇÃO DA BOMBA TURBINAS PARA ENERGIA HIDRELÉTRICA SELEÇÃO DA TURBINA CAVITAÇÃO EM MÁQUINAS HIDRÁULICAS RESUMO Teoria das Ondas MOVIMENTO DAS ONDAS TEORIA LINEAR DE ONDAS PROCESSOS DE TRANSFORMAÇÃO E ATENUAÇÃO DAS ONDAS PROCESSOS DA ZONA DE ARREBENTAÇÃO ANÁLISE DOS REGISTROS DE ONDAS: ESTATÍSTICA DAS ONDAS EM CURTO PRAZO PREVISÃO DAS ONDAS COM BASE NOS REGISTROS DO VENTO ESTATÍSTICAS DAS ONDAS EM LONGO PRAZO PREVISÃO DE NÍVEIS EXTREMOS DE ÁGUAS PARADAS RESUMO Transporte de Sedimentos INTRODUÇÃO

6 9.2 IMINÊNCIA DE MOVIMENTO DESCRIÇÃO GERAL DA MECÂNICA DO TRANSPORTE DE SEDIMENTOS EQUAÇÕES DO TRANSPORTE DE SEDIMENTOS OBSERVAÇÕES FINAIS SOBRE O TRANSPORTE DE SEDIMENTOS RESUMO Hidrologia de Cheias CLASSIFICAÇÕES MÉTODOS DE PREVISÃO DE CHEIAS EM BACIAS DE DRENAGEM RURAIS CARACTERÍSTICAS DESCRITIVAS DA BACIA HIDROGRÁFICA ANÁLISE DE FREQUÊNCIA MODELAGEM CHUVA-VAZÃO RESUMO DOS PROCEDIMENTOS DE CHEIA DE PROJETO PARA BACIAS HIDROGRÁFICAS RURAIS PROPAGAÇÃO DE CHEIAS CHEIAS DE PROJETO PARA A SEGURANÇA DOS RESERVATÓRIOS MÉTODOS DE PREVISÃO DE CHEIAS EM BACIAS URBANAS IMPACTOS DAS MUDANÇAS CLIMÁTICAS NA HIDROLOGIA DE CHEIAS RESUMO

7 11 Análise Dimensional e Teoria dos Modelos Físicos INTRODUÇÃO IDEIA DE SEMELHANÇA HOMOGENEIDADE DIMENSIONAL E SUAS IMPLICAÇÕES ANÁLISE DIMENSIONAL ANÁLISE DIMENSIONAL ENVOLVENDO MAIS VARIÁVEIS APLICAÇÕES DA SEMELHANÇA DINÂMICA MODELOS HIDRÁULICOS RESUMO Parte II Aspectos da Engenharia Hidráulica 12 Sistemas de Tubulações INTRODUÇÃO PROJETO DE UM SISTEMA DE TUBULAÇÃO SIMPLES SISTEMAS DE TUBULAÇÕES EM SÉRIE, EM PARALELO E RAMIFICADOS SISTEMAS DE DISTRIBUIÇÃO PROJETO DE ESTAÇÕES DE BOMBEAMENTO PROTEÇÃO CONTRA SURTOS RESUMO...345

8 13 Estruturas Hidráulicas INTRODUÇÃO VERTEDORES DE CHAPA FINA (SOLEIRA DELGADA) VERTEDORES DE BASE LONGA CALHAS DE MEDIÇÃO VERTEDORES-EXTRAVASORES VERTEDORES-EXTRAVADORES ESCALONADOS DISSIPADORES DE ENERGIA COMPORTAS DE CONTROLE ESTRUTURAS DE DERIVAÇÃO LATERAL ESTRUTURAS DE DESCARGA RESUMO Hidráulica Computacional VISÃO GERAL MODELOS MATEMÁTICOS E MODELOS NUMÉRICOS DEDUÇÃO DAS EQUAÇÕES DE CONSERVAÇÃO EQUAÇÕES DIFERENCIAIS E ESQUEMAS DE DIFERENÇAS FINITAS CONDIÇÕES DE CONTORNO E CONDIÇÕES INICIAIS APLICAÇÕES DA HIDRÁULICA COMPUTACIONAL CONSIDERAÇÕES FINAIS

9 14.8 RESUMO Engenharia de Rios e Canais INTRODUÇÃO OTIMIZAÇÃO DA SEÇÃO TRANSVERSAL DE UM CANAL CANAIS NÃO REVESTIDOS PROJETO DE CANAIS ALUVIAIS ESTÁVEIS MORFOLOGIA DOS CANAIS NATURAIS MODELAGEM COMPUTACIONAL DE RIOS VAZÕES DE CHEIA EM CANAIS DE SEÇÃO COMPOSTA ENGENHARIA FLUVIAL RESUMO Engenharia Costeira INTRODUÇÃO AÇÃO DE ONDAS EM PRAIAS TRANSPORTE DE SEDIMENTOS MODELAGEM DA EVOLUÇÃO DA LINHA COSTEIRA BAÍAS NATURAIS, CÉLULAS COSTEIRAS E PLANEJAMENTO DA GESTÃO DA LINHA COSTEIRA COMPREENDENDO O COMPORTAMENTO DO SISTEMA COSTEIRO PRINCÍPIOS DA PROTEÇÃO COSTEIRA...450

10 16.8 TÉCNICAS DE PROTEÇÃO COSTEIRA MODELAGEM DE ONDAS ADAPTAÇÃO ÀS MUDANÇAS CLIMÁTICAS AVANÇOS EUROPEUS RECENTES EM ENGENHARIA E GESTÃO COSTEIRA NOTAS CONCLUSIVAS RESUMO Post-Scriptum Apêndice A: Momentos de Área 470 Índice