Hidráulica 2

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��Curso: Engenharia Civil e Ambiental���Disciplina: Hidráulica���Prof. Sandro Baptista���Lista de Exercício II��
Perda de Carga Distribuída
1. Um tubo comercial de aço de 1,5 m de diâmetro e de 1,0 km transporta 3,5 m3/s de água a 20°C. A partir desses dados, responda.
Qual é o tipo de regime: laminar ou turbulento? (Resp.: turbulento)
Estime o fator de atrito (Resp.: 0,011)
Obtenha a perda de carga distribuída a partir da equação universal. (Resp.: 1,46 m)
Obtenha a perda de carga distribuída a partir da equação de Flamant, considerando-se que o tubo de aço é novo. (Resp.: 1,47 m)
2. Uma dona de casa está interessada em fornecer água (20°C) para sua loja que fica a 30 m de sua casa. Entretanto, ela está preocupada com a falta de pressão da água. Calcule a queda de pressão, sabendo-se que a vazão é 10 L/s em um tubo novo de cobre de 1,5 cm. Considere as perdas menores desprezíveis. (Resp.: 21636,7 Pa)
3. Uma tubulação circular de ferro fundido de 30 cm de diâmetro e 2 km de extensão transporta água (10°C). Qual será a descarga máxima se for permitida uma perda de carga distribuída de 4,6 m. Observação: método interativo. (Resp.: 0,057 m3/s)
4. Os tubos AB e CD têm diâmetro de 4 ft, possuem um fator de atrito (f) de 0,02 e a vazão do sistema é 120 cfs (pés cúbicos por segundo). O comprimento de AB é 1800 ft e o de CD é 1500 ft. A seção 1 possui um comprimento de 1800 ft, diâmetro de 3 ft e fator de atrito de 0,018. A seção 2 possui 1500 ft de comprimento, diâmetro de 2 ft e fator de atrito de 0,015. Considere a g = 32,2 ft/s2. Determine:
a) A perda de carga total resultante entre os pontos A e F. (Resp.: 46,9 ft)
b) A vazão em cada uma das seções Q1 e Q2. ((Resp.: Q1 = 83,6 cfs e Q2 = 36,4 cfs)
5. Os tubos AB e CF têm um diâmetro de 3 m e um fator de atrito de Darcy-Weisbach de 0,02. O comprimento de AB é de 1 km e o de CF é de 900 m. A descarga no tubo AB é 60 m3/s. A seção 1 tem 1 km de extensão, 2 m de diâmetro e fator de atrito de 0,018. A seção 2 tem 800 m de extensão, 3 m de diâmetro e fator de atrito 0,02. Uma descarga de 20 m3/s é adicionada ao fluxo no ponto B e 10 m3/s são eliminados no ponto C, conforme apresentado na figura abaixo. Determine:
a) A perda de altura total causada pelo atrito entre as seções A e F. (Resp.: 73,9 m)
b) A vazão nas seções 1 e 2. (Resp.: Q1 = 20,4 m3/s e Q2 = 59,7 m3/s)
6. Uma tubulação de aço comercial descarrega a água (4°C) a uma velocidade de 7,95 m/s conforme apresentado na figura abaixo. Considere o comprimento do tubo sendo de 100 m e seu diâmetro de 0,4 m. Determine:
O fator de atrito (f). (Resp.: 0,011)
A perda de carga distribuída. (Resp.: 8,86 m)
A perda de carga localizada, considerando-se um joelho de 90°, uma entrada reta e uma saída reta. (Resp.: 6,8 m)
A perda de carga total. (Resp.: 15,66 m)
O valor de h, desconsiderando as perdas localizadas. (Resp.: 10,1 m)
O valor de h, considerando todas as perdas. (Resp.: 16,9 m)
7. Duas seções A e B estão a 4,5 km de distância. A seção A está a 100 m mais elevada do que a seção B. Se a pressão da água for 20°C e as alturas de pressão medidas em A e B forem 8,3 m e 76,7 m, respectivamente, qual será a vazão empregando os diferentes métodos abaixo? Considere o tubo novo de aço rebitado de 4 m de diâmetro.
a)	Método Darcy-Weisbach, considere a rugosidade natural de 0,9 mm. (Resp.: 78,8 m3/s)
b)	Método Hazen-Williams, considere a constante de Hazen-Williams de 110 m0686/s1,852. (Resp.: 80,6 m3/s)
c)	Método Manning, considere a constante de Manning 0,012 m0,67/s2. (Resp.: 87,5 m3/s)
8. Dois tubos de ferro fundido em série interligam dois reservatórios, como apresentado na figura abaixo. Ambos têm 300 m de comprimento e possuem diâmetros de 0,6 m e 0,4 m, respectivamente. A elevação da superfície da água no reservatório A é 80 m, em relação à base do tanque B. A descarga de água a 10°C do reservatório A para o reservatório B é 0,5 m3/s. Estime a elevação da superfície do reservatório B. Considere uma contração brusca na junção (k = 0,21), entrada quadrada (k=0,5) e saída reta (k=1,0). (Resp.: 66,7 m)
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Tabela: Propriedades da Água
Fonte: Robert W. Fox; Alan T. McDonald; Philip J. Pritchard. Introdução à Mecânica dos Fluidos. 6ª Ed. Rio de Janeiro: LTC, 2006.
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Disciplina Hidráulica – 2015/2