FEUP 4º ano LEEC Produção e Transporte de Energia I Enunciados de Problemas sobre Cálculo Mecânico Ano Lectivo de 2005/06

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Emanuel Bugalho Cunha
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1 FEUP 4º ano LEEC Produção e Transporte de Energia I Enunciados de Problemas sobre Cálculo Mecânico Ano Lectivo de 2005/06 Problema 1 Uma linha aérea a 150 KV está implantada numa zona costeira, sendo as alturas acima do solo dos pontos de amarração dos condutores sempre inferiores a 30 m.o cabo utilizado é de Al-Aço, sendo as suas características principais apresentadas no quadro abaixo. 1. Para a montagem de um vão da linha foi adoptada a tensão de 6 kgf/mm 2, sendo as condições atmosféricas caracterizadas pala ausência de vento e por uma temperatura ambiente de 25 ºC. Determine o comprimento do referido vão. 2. Determine a flecha mínima de um vão de comprimento igual ao vão crítico. Problema 2 Uma linha aérea está implantada numa zona de gelo, sendo as alturas acima do solo dos pontos de amarração dos condutores sempre inferiores a 30m.Todos os vãos da linha são superiores a 100 m.o cabo utilizado é de cobre, sendo as suas características principais apresentadas no quadro abaixo. 1. Determine o comprimento de um vão da linha, sabendo que foi efectuada a medição da flecha a uma temperatura de 25 ºC e a uma temperatura de 10 ºC, em ambos os casos sem vento, tendo-se obtido os valores de 1,1 m e 1m, respectivamente. J. Neves dos Santos - 1 -

2 2. Determine a tensão de montagem de um vão de 100m, considerando um estado atmosférico caracterizado pela ausência de vento com uma temperatura ambiente de 15 ºC. Secção real mm 2 14 mm Kgf / m Coef. dilat. térmica linear 1,62*10 5 / ºC Problema 3 Uma linha aérea a 150 KV está implantada numa zona costeira, sendo as alturas acima do solo dos pontos de amarração dos condutores sempre inferiores a 30m.O cabo utilizado é de Al-Aço, sendo as suas características principais apresentadas no quadro abaixo. 1. Determine a flecha mínima de um vão de 100m. 2. Determine a flecha de um vão de 180m, quando está sujeito a uma temperatura de 18 ºC e à acção do vento, soprando este com uma pressão dinâmica de 500 Pa. Problema 4 Considere uma linha aérea cujo condutor é um cabo de cobre com as principais características apresentadas mais abaixo. A linha está implantada numa zona costeira e as alturas acima do solo dos pontos de amarração dos condutores são sempre inferiores a 30 m. 1. Um vão de comprimento igual ao vão crítico tem uma flecha de 6,77 m, nas condições do estado-tipo de Primavera. Determine a flecha desse mesmo vão, nas condições do estado-tipo de Inverno. 2. Determine a flecha de um vão com 100 m de comprimento, quando está sujeito a uma temperatura de +10 ºC e à acção do vento, actuando com uma pressão dinâmica de 500 Pa. J. Neves dos Santos - 2 -

3 Secção real 182 mm 2 Diâmetro 17,5 mm Peso linear 1,66 Kgf / m Coef. de dilat. térmica linear 0, / ºC Problema 5 Considere uma linha aérea cujo condutor é um cabo de Alumínio-Aço com as principais características inscritas no quadro abaixo. A linha está implantada numa zona de gelo e as alturas acima do solo dos pontos de amarração dos condutores são sempre inferiores a 30 m. 1. Um vão de 180 m de comprimento tem uma flecha de 4.3 m quando a temperatura é de 35ºC, na ausência de vento. Determine a tensão de ruptura do cabo usado. 2. Determine a flecha mínima de um vão de 120 m. Secção real 157,9 mm 2 Peso linear 0,548 Kgf / m Coef. de dilat. térmica linear 0, / ºC Problema 6 Uma linha aérea a 150 KV é constituída por cabo Al-Aço, sendo as alturas acima do solo dos pontos de amarração dos condutores, sempre inferiores a 50m e superiores a 30m. As características do cabo são apresentadas mais abaixo. 1. Determine a flecha mínima de um vão de 100m. 2. Determine a flecha máxima de um vão de 180m. J. Neves dos Santos - 3 -

4 Problema 7 Uma linha aérea está implantada numa zona de gelo, sendo as alturas acima do solo dos pontos de amarração dos condutores sempre inferiores a 30m.O cabo utilizado é de Al-Aço, sendo as suas características principais apresentadas no quadro abaixo. Tendo-se verificado a ruptura de um vão de 100 m, foi efectuada a medida da flecha num outro vão, de 180 m, com o objectivo de averiguar se na montagem dos vãos da linha teriam sido usadas as tensões correctas. A medida foi feita sem vento, com uma temperatura ambiente de 35 ºC, tendo sido obtido o valor de 2,31 m. Problema 8 Considere uma linha aérea constituída por cabos de cobre de características indicadas no quadro abaixo. A linha está implantada numa zona costeira e as alturas ao solo dos pontos de amarração dos condutores são sempre inferiores a 30 m. 1. Determine a tensão a que está sujeito um vão de 276,5 m, no estado de Primavera, sabendo que no estado de Inverno está sujeito à tensão de 14,8 kgf/mm Determine a flecha de um vão de comprimento igual ao vão crítico, quando está sujeito à tensão máxima. 3. Determine a flecha mínima do referido vão. Secção real 182 mm 2 Diâmetro 17,5 mm Peso linear 1,66 Kgf / m Coef. de dilat. térmica linear 0, / ºC Tensão de ruptura 37 Kgf / mm 2 J. Neves dos Santos - 4 -

5 Problema 9 Considere uma linha aérea de 2ª classe, constituída por cabos de cobre com as características indicadas no quadro abaixo. A linha está implantada numa zona de gelo e as alturas ao solo dos pontos de amarração dos condutores variam entre 34 e 43 m. 1. Um vão de 60 m tem uma flecha máxima de 0.89 m. Qual será a tensão de ruptura do cabo de cobre? (Admita que o vão crítico é superior a 60 m). 2. Considere um vão em declive com a distância de 60 m entre pontos de amarração dos condutores e desnível de 40 m entre os citados pontos. Qual será o valor máximo da tensão a que estão sujeitos os condutores quando th = 6.2 kgf/mm 2 e sem vento? Secção real 35,85 mm 2 Diâmetro 7,75 mm Peso linear 0,327 Kgf / m Módulo de elasticidade Kgf / mm 2 Coef. de dilat. térmica linear 0, / ºC J. Neves dos Santos - 5 -

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