LISTA DE EXERCÍCIOS HIDRÁULICA GERAL MSC. KEVIN REINY ROCHA MOTA PERDA DE CARGA DISTRIBUÍDA 3 Determine a vazão de uma tubulação de cimento amianto novo de 200 mm de diâmetro que interliga dois reservatórios cujo desnível é de 14 metros. A canalização tem 600 m de comprimento. 4 Calcule a cota do reservatório de montante da figura a seguir de forma que, a vazão seja 0,020 m3 /s. São conhecidos: diâmetro da canalização: 100 mm comprimento da canalização: 150 m ¾ material da canalização: P.V.C. 5 Para uma adutora de 2.400 m de comprimento com tubos novos de aço revestida com uma camada espessa de betume, que interliga dois reservatórios cujo desnível é de 60 metros. Determinar o(s) diâmetro(s) mais econômico para uma vazão de 0,07 m3 /s. 6 Dimensionar uma adutora por gravidade mais econômica de 10 km de comprimento sujeita a um desnível de 50 m entre as suas extremidades. A vazão de projeto é de 1,2 m3 /seg. e a tubulação será nova e de ferro fundido cimentado. 7 a ) A vazão a ser transportada do reservatório (1) para o reservatório (2) do esquema abaixo é de 90 l/s. Dimensionar a adutora de aço soldado de forma que até o final da vida útil do projeto, isto é, quando a tubulação apresentar tuberculizações (C = 90). A pressão no ponto B não deve ser inferior a 2.m.c.a. (Utilizar a fórmula de Hazen Willians).
b ) Se a adutora for executada com diâmetro de 200 mm em toda sua extensão, qual deve ser a sua cota no ponto B para garantir uma pressão mínima de 2 m.c.a, e qual a vazão que escoará? PERDA DE CARGA LOCALIZADA 8 Se a pressão no ponto A, mostrado na figura abaixo é de 20 m.c.a e a vazão é de 6,0 l/seg. Traçar a linha piezométrica efetiva e a linha energética da canalização. Utilizar para este exercício a fórmula de Hazen Willians - C = 100. 9 Determinar a altura de um reservatório de forma que a pressão mínima no chuveiro seja de 1,0 m.c.a e na válvula de descarga seja de 1,20 m.c.a. Para efeito de cálculo considerar que ambas as peças possam funcionar ao mesmo tempo. OBS.: RG Registro de Gaveta RGL Registro de Globo Canalização de aço galvanizado (utilizar Fair Whipple Hsiao) Todas as mudanças de direção com cotovelos. 10 - a) Dimensionar o trecho AB da instalação de combate a incêndio de forma que a perda de carga unitária seja menor ou igual a 0,08 m/m. Sabendo-se que a canalização será de aço galvanizado (utilizar a fórmula de Fair Whipple Hsiao). b) Determinar a altura do reservatório (HR) de forma que o alcance horizontal da água seja de 8 m. ¾ diâmetro do requinte 22 mm; ¾ coeficiente de velocidade do bocal Cv = 0,98 ¾ todo trecho AC será de aço galvanizado; ¾ a mangueira (trecho CD) tem coeficiente de rugosidade equivalente K = 0,3 mm; ¾ em C existe um registro em ângulo que pertence ao trecho BC.
11 Calcule a vazão que escoa pela instalação a seguir quando os registros estiverem totalmente abertos. Dados: - canalização de PVC; - as mudanças de direção serão com joelhos; - Rg = Registro de Gaveta; - RP = Registro de pressão; - Considere todas as perdas localizadas; - a entrada de água na canalização e de borda ; - utilize a fórmula de Fair Wipple Hsiao. 12 Numa coluna de distribuição de água em um edifício, tem-se um trecho, como indica a figura, que precisa ser dimensionado. O critério de dimensionamento impõe uma pressão de 4 m.c.a. nos pontos de derivação A, B e C. Material da tubulação = aço galvanizado. Utilizando a fórmula de Hazen Willians, determine: a) diâmetro dos trechos 1, 2 e 3; b) verificar se as velocidades nos trechos especificados satisfazem as condições de velocidade permissível. Sabe-se que vmáx 2,5 m/s. 13 Determine a altura do reservatório (HR) da forma que a pressão mínima na válvula de descarga (VD) do último andar seja de 1,20 m.c.a. A tubulação será de PVC rosqueável com conexões de ferro galvanizado. Recomenda-se que no barrilete (trecho AD) o diâmetro deve ser tal que a perda de carga seja menor ou igual a 0,08 m/m, e admita que a vazão de cada trecho seja a soma das vazões anteriores. Utilizar Fair Wipple Hsiao.
14 Qual deve ser a altura do reservatório elevado de um edifício, para atender a condição de pressão mínima no chuveiro do último andar, como mostrado na figura a seguir. Sabe-se que a tubulação é de ferro galvanizado, pressão mínima no chuveiro é de 1,0 m.c.a. e que todos as mudanças de direção serão feitas com cotovelos. OBS.: Utilizar Fair Whiple Hsiao; canalização no reservatório tem uma entrada normal. 15 - Uma tubulação de 800 m de comprimento e 300 mm de diâmetro descarrega 60 L/s em um reservatório. Calcular a diferença de nível entre a represa e o reservatório, considerando todas as perdas de carga. Tubulação de ferro fundido não revestido. Utilizar a fórmula universal de perda de carga. 16- Um sistema de tubulações transporta água desde um depósito de grandes dimensões e descarrega em jato livre com mostra a figura abaixo. Que vazão deve-se esperar dentro da tubulação de aço galvanizado novo previamente alisado de 20,3 cm de diâmetro e com os acessórios indicados? Aplicar a Fórmula Universal para a perda de carga distribuída e o método do coeficiente para a perda de carga localizada. Dado: Tágua = 24o C.
17- Tem-se uma canalização que liga dois reservatórios, num total de 1200 m de tubulação de aço galvanizado de 2. Se o desnível entre os reservatórios é de 30 m, qual a vazão na tubulação. Imagine que o problema é prático e use a fórmula de Fair-Wipple-Hsiao.
RESPOSTAS: 1) A) Q=6,42 L/s B) N1=228,01m C)Diâmetro = 112 mm, adotado D=120mm 2) A)Q=70L/s B)346,53m C) L1=161,02m com D=250mm e L2=338,98m com D=200mm. 3) Q=68,645L/s 28 4) N1=991,75m 5) D=196mm, comercial adotado D=200mm. Não há necessidade de diâmetros diferentes. (C=135) 6) D=791mm, comercial adotado D=800mm (C=140, o maior da tabela de ferro fundido) 7) A) D=300mm B) LAB=553,6m (D=300mm); LBC=646,4m (D=200mm) 8) Pf=20,67mca 9) Faltando a altura de água na caixa d água (Considerado 0,5m acima da cota H). Considerando posição da tubulação horizontal de diâmetro 1pol coincidente com o topo da laje. Considerado vazão que sai para a tubulação à esquerda da VD igual a 0. Resp.: Para p=1mca no chuveiro ÆH=0,81m; para p=1,2mca na VD Æ H=0,84m. Portanto H=0,84m satisfaz as duas condições. 10) A) D=60mm B) Desconsiderada perda de carga na saída. H=10,9m 11) Q=0,33L/s 12) Considerando curvas 90 e C=118 A) D1=7cm, D2=5cm, D3=4,5cm. B) Para que as velocidades sejam menores que 2,5m/s, os diâmetros deveriam ser: C) D1=8cm (V=2,39m/s), D2=7,75cm(V=2,26m/s), D3=6,5cm(V=2,41m/s). 13) HR=0,62m (Considerado Nível de água no reservatório =0,8m) 14) Considerada altura de água no reservatório 0,5m. Resp.: HR=1,82m 15) K=0,15mm (para ferro fundido não revestido Æ0,15 0,6mm, considerado k=0,15mm) Obs.: Faltam dados de Leq para D=300mm (As tabelas fornecem até D=150mm) 16) Com f=0,02. Q = 97,87L/s 17) Todas mudanças de direções consideradas curvas. Resp.: Q=1,59L/s