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HIDROLOGIA E HIDRÁULICA
1-1 Perda de Carga Localizada, Acessórios de Tubulação
1. Qual a perda de carga singular em um conduto de 100 m, diâmetro de 100 mm, com um fluido escoando a 2 m/s, apresentando as seguintes singularidades rosqueadas na tubulação: válvula globo totalmente aberta e cotovelo de 45º com raio normal?
RESP: D. 1, 22 m.
Esta é a resposta correta! Calcula-se hp S = KV ²/2g, sendo K = 5,7 + 0,29 e V = 2 m/s.
- O que acontece com a perda de carga singular do escoamento anteriormente mencionado se a viscosidade do fluido que escoa aumentar em 20% e se a válvula globo for totalmente fechada?
RESP: E. A perda de carga singular depende apenas de fatores geométricos das singularidades, logo qualquer
mudança na viscosidade do fluido afetará apenas a perda de carga linear. O fechamento completo da válvula globo estanca o escoamento, o que significa que ela ficará em repouso, assim, seu Ks tende ao infinito, gerando uma perda de carga tão grande que simplesmente para o escoamento. O fechamento completo da válvula globo estanca o escoamento.
- Qual o comprimento equivalente das perdas de cargas singulares da tubulação anteriormente citada, considerando que o tubo perde linearmente 0,135 m de carga por metros de tubulação?
RESP: A. 9 m.
Leq = Hps /J = 1,22/0,135.
- Qual o erro relativo da perda de carga linear em comparação com a perda de carga total?
RESP: C. 8,28%.
erelativo = 1 - L/ Lvirtual = 1 – 100/109.
- Qual o valor do fator de atrito f na tubulação anteriormente citada? Qual valor do somatório de Ks tornaria a perda de carga singular idêntica à perda de carga linear?
RESP: B. 0,066 e 66,2.
f = JD 2g/ V ² e, para que a perda linear seja igual à singular, K s = hp L 2g / V ².
1-2 Equação da Energia para Escoamento em Tubos: Cálculo de Perda de Carga
1. Água a 20 ºC escoa por um tubo inclinado de 8 cm de diâmetro. Nas seções A e B, são obtidos os seguintes dados: PA = 186 kPa, VA = 3,2 m/s, ZA = 24,5 m, PB = 260 kPa, QB = 0,016 m³/s e ZB = 9,1 m. Qual é o sentido do escoamento? Qual é a perda de carga em metros?
RESP: D. A para B, h p = 7,86m.
Sai de A para B, Hp = 7,86m Resolução: Diâmetro A = Diâmetro B Logo vA = vB Hp =?
P1 = P2 + ΔP
HA = ZA + PA/Υh2O +vA^2/(2.10) HA = 24,5 +186000/9810 + 3,2/(2.9,8) = 43,98 m HB = 9,1 + 260000/9810 + 3,2/(2.9,8) = 36,12 m Hp = HA – HB = 43,98 – 36,12 = 7,86m HA > HB, logo o Sentido é de A por ser maior energia p/B
- Considere as seguintes informações sobre um conduto de ferro fundido: o fluido que nele escoa está em regime turbulento rugoso, o conduto possui um raio de 0,25 metros e o fator f se alterou de 0, para 0,02476 ao longo de 20 anos. Qual é coeficiente de envelhecimento desse conduto?
RESP: B. 0,000063 m/ano
Feedback: Qual o coef. Envelhecimento? ε =? 𝐽 𝑓√ = -2,035 𝑙𝑜𝑔 (𝑅𝜀 ) + 1, 𝐽 √𝑓0,02476 = -2,035 𝑙𝑜𝑔 ( 𝜀/ 0,25) + 1,
- 6,355 - 1,679/ 2,035 = -2,29785 = 𝑙𝑜𝑔 (𝜀/R ) 10 〖^(-2,29785)〗 =(ε/0,25) ε20 anos = 0, ε1 ano = 0,001259/20 = 0, 3.Quanto ao fator de perda de carga f pode-se dizer que as afirmações a seguir: I) O escoamento laminar tem o gradiente de pressão ao longo do comprimento do escoamento quando o Número de Reynolds é menor que 4100. II) O escoamento turbulento liso, o escoamento é turbulento e o conduto é hidraulicamente liso e afeta diretamente o valor do fator f****. Aonde:
J
√ f^
=−2,035 log(
R
III) O fator f por Colebrook-White, combinam duas equações abarcando o turbulento vindo do laminar e a transição entre turbulento liso e rugoso é representado por:
√ f^
=2,0 log(
3,706 D
R (^) √ f
) Pode-se dizer que:
RESP: C. Somente III está correta
As turbinas hidráulicas são projetadas para transformar a energia hidráulica (a energia de pressão e a energia cinética) de um fluxo de água em energia mecânica na forma de torque e velocidade de rotação.
- Qual é o conceito de curva de estrangulação?
RESP: B. A curva de estrangulação aponta a variação da energia cedida ao sistema pela bomba, vinculando uma altura
de carga hidráulica fornecida em função da vazão que passa pela bomba, sendo que a carga hidráulica decresce com o aumento da vazão. A curva de estrangulação de uma bomba hidráulica fornece a relação entre elevação total (H) e a sua vazão (Q).
- **Uma moto-bomba centrífuga, com sucção não afogada, apresenta cavitação. Consultado, o fabricante garantiu que o NPSH requerido para as condições da instalação em questão não ultrapassa 4,2 m. As condições são as seguintes:
- A pressão atmosférica local é 103 325 Pa
- A pressão de vapor da água é de 0,25 mca
- As perdas de carga na aspiração, para a vazão de operação, totalizam 2,5 m
- As perdas de carga no recalque, para a vazão de operação, totalizam 3,7 m
- O peso específico da água é de 9.806 N/m² Para eliminar a cavitação, com uma folga de segurança de 25% no NPSH, a altura de sucção deve ser:**
RESP: D. 2,54 m.
O valor que precisamos descobrir é o YA , sabendo que NPSHD = YA - hpASP + P/γ - hv, também se sabe que o NPSHD = 1,25NPSHR. Logo, basta isolar YA = hpASP - P/γ + hv + 1,25NPSHR para resolver o problema. Note que o valor será negativo porque ele se refere a uma cota 2,54 metros abaixo da referência, que é o eixo da bomba.
- Qual é o conceito de curva de canalização?
RESP: E. A curva da canalização aponta a variação da energia necessária ao sistema, vinculando uma altura de carga
hidráulica requerida em função da vazão que passa pela canalização do sistema. Isso porque a carga hidráulica necessária cresce quanto maior for a vazão
- Qual é o conceito de ponto de funcionamento de um sistema?
RESP: A. O ponto de funcionamento é quando a energia fornecida é igual a energia necessária para que dada vazão
seja bombeada. Ele também é o ponto onde a curva de instalação e de estrangulação se interseccionam. 2-2 Dimensionamento de Redes de Distribuição de Água
- O primeiro passo para você entender uma rede de distribuição de água (RDA) é conhecer as duas formas nas quais diferentes condutos podem se associar: em série ou em paralelo. Quanto aos condutos em série e paralelo pode-se dizer que as afirmações a seguir: I) Para manter a vazão constante, a velocidade do escoamento se altera, sendo inversamente proporcional à área. Assim, se a área da seção transversal aumenta, a velocidade diminui, e vice-versa. II) O que você precisa saber em uma associação de condutos em paralelo é que existe uma perda de carga entre A e B, ou seja, o início e final de um segmento. Essa perda de carga é constante, independentemente do trecho pelo qual o escoamento flui. III) Quando em paralelo, a vazão que parte do nó A se divide em função das características da tubulação e do escoamento, como diâmetro, rugosidade e velocidade, quando chega em B, houve alteração nesta vazão a variação da velocidade diferenciada em cada um dos caminhos ao qual fora dividida. Pode-se dizer que:
RESP: D. I e II estão corretas
Ao manter a vazão constante, ao passar pelo tubo, conduto, só se pode alterar a velocidade, dessa forma, é possível garantir que será transportada sempre a mesma vazão, independentemente do trecho. A perda de carga (hp ) de um conduto em série é igual ao somatório da perda de carga de cada trecho, entretanto as perdas de carga em trechos paralelos são iguais entre si. Já a vazão é resultante da soma das vazões em cada trecho. Logo a única afirmação errada é quando em paralelo independente dos trechos, a vazão final será a mesma da inicial.
- A pergunta essencial que você tem de responder para dimensionar uma rede de abastecimento é: quantos litros de água você precisa distribuir para essa população? Quanto às redes de abastecimento podemos afirmar que:
RESP: B. Pode-se obter o diâmetro mínimo da tubulação, dos condutos, ajudando a dimensionar as redes de
distribuição em função das velocidades máximas e vazões máximas conforme normas técnicas A resposta correta é a obtenção de diâmetros mínimos para determinadas vazões e velocidades, orientadas pela ABNT, pois elas ajudam a garantir a segurança nas redes de distribuição. Quando as demais questões o K1 e K2 são utilizados respectivamente para corrigir quanto ao dia e horário de maior consumo, e não menor. Ao dividir a vazão de distribuição pelo comprimento da rede (L), você obtém a vazão em marcha. A rede de abastecimento, e distribuição para uma região pode ser configurada em ramificada e em grelha somente
- Qual a vazão em marcha e específica para uma cidade com 250.000 habitantes, área de 1.250 ha e consumo per capta de 275 L/hab.dia? Considere que existem 12 km de rede instalados.
RESP: E. qm = 0,12 L/s.m e qd = 1,15 L/s.ha.
4. Qual a vazão necessária na tubulação que sai do reservatório em uma rede ramificada para um
loteamento com a seguinte configuração, considerando que cada habitante consome 400 L/dia?
RESP: E. 2256 habitantes
3-1 Introdução à Hidrologia
- A hidrologia é a ciência que trata da água na Terra, sua ocorrência, circulação e distribuição, suas propriedades, assim como sua reação com o meio ambiente. É considerada uma disciplina ampla, abrangendo grande parte do conhecimento humano, sendo assim, algumas áreas da hidrologia foram subdivididas. Assinale a alternativa que apresenta uma das áreas da hidrologia com sua respectiva caracterização.
RESP: A. Hidrometeorologia: é a parte da ciência que trata da água na atmosfera.
Hidrometeorologia estuda a transferência de água e energia entre a superfície e a atmosfera. A hidrometeorologia também investiga a presença de água na atmosfera em suas diferentes fases. Limnologia refere-se ao estudo dos lagos e reservatórios. Potamologia trata do estudo dos arroios e rios. Glaciologia é a área da ciência relacionada com a neve e o gelo na natureza. Hidrogeologia é o campo científico que trata das águas subterrâneas.
- A hidrologia aplicada estuda os diferentes fatores relevantes ao provimento de água para a saúde e para a produção de comida no mundo. Marque a alternativa que relaciona corretamente a área e seu objeto de estudo.
RESP: D. Irrigação: área do desenvolvimento da hidrologia aplicada à produção agrícola.
Nas mais distintas regiões do país, depende essencialmente da disponibilidade de água. O aumento da produtividade passa pelo aumento da irrigação em grande parte do país.
A navegação interior ainda é pequena, mas com grande potencial de transporte. Essa área preocupa-se com a disponibilidade hídrica e previsão de níveis e planejamento de operação de obras hidráulicas para navegação. O abastecimento de água está ligado a disponibilidade de água para abastecimento público que, apesar de farta em grande parte do país, apresenta limitações nas regiões áridas e semiáridas do Nordeste brasileiro. A redução da qualidade da água dos rios e as grandes concentrações urbanas têm apresentado limitações quanto à disponibilidade de água para o abastecimento. A Drenagem urbana se preocupa com a ocupação do espaço urbano. Enchentes, produção de sedimentos e qualidade da água são problemas sérios encontrados em grande parte das cidades brasileiras.
- Para o desenvolvimento da vida no nosso planeta, a água é um dos elementos fundamentais que o constitui. A partir da compreensão sobre essa relação, assinale a alternativa correta.
RESP: A. Os desequilíbrios ambientais resultantes do uso indevido do solo e dos desmatamentos estão
comprometendo a água do planeta, além da poluição doméstica, industrial e agrícola. A poluição da água acarreta a inutilização da água potável, seja, poluição doméstica, industrial e/ou agrícola, diminuindo a disponibilidade desse recurso ao homem, assim como os desequilíbrios ambientais. O assunto água, apesar das políticas de exploração dos recursos naturais, ainda se reclama de sua falta. Tal problema é resultado dos desequilíbrios econômicos e da ausência de políticas para tratar dessa questão. A construção de barragens para a geração de energia elétrica contribui mais para um desequilíbrio do meio ambiente local e até regional do que para a sua sustentabilidade.
- Com base em seus conhecimentos sobre a distribuição e utilização da água no mundo, compreenda- se:
RESP: D. A água deve continuar sendo importante elemento geopolítico no século XXI, por isso ela vem provocando
algumas guerras. Diversos conflitos em que se buscava lutar pela posse de territórios, como no Oriente Médio, por exemplo, aconteceram em locais que se encontravam em nascentes de grandes rios e cursos d’água.
- O ponto de partida para a mais adequada gestão da água no Brasil foi a promulgação da Lei n.º 9. de 1997, que institui a Política Nacional de Recursos Hídricos e cria o Sistema Nacional de Gerenciamento dos Recursos Hídricos.
RESP: B. Dois dos fundamentos da Política Nacional de Recursos Hídricos citam que a água é um bem de domínio
público e é um recurso natural limitado, dotado de valor econômico. São seis fundamentos citados na PNRH e os dois colocados são os primeiros. Além desses, temos também que, em situações de escassez, o uso prioritário dos recursos hídricos é o consumo humano e a dessedentação de animais; a gestão dos recursos hídricos deve sempre proporcionar o uso múltiplo das águas; a bacia hidrográfica é a unidade territorial para implementação da Política Nacional de Recursos Hídricos e atuação do Sistema Nacional de Gerenciamento de Recursos Hídricos; e a gestão dos recursos hídricos deve ser descentralizada e contar com a participação do Poder Público, dos usuários e das comunidades. 3-2 Componentes do Ciclo Hidrológico
1. O que é evaporação?
RESP: D. O processo pelo qual a água, decorrente do solo úmido sem vegetação, dos oceanos, lagos, rios e de outras
superfícies hídricas naturais, se transforma em vapor e retorna à atmosfera. Quando a evaporação ocorre sem a transpiração da vegetação estar envolvida, chamamos somente de evaporação.
pH refere-se ao potencial hidrogeniônicoe representa à quantidade (concentração molar ou molaridade) de cátions hidrônio (H+ ou H3O+) presentes no meio A alcalinidade é causada pelos sais alcalinos, mas não somente pelo de sódio. Os principais são os de sódio e cálcio. Fluoretos não são resíduos de indústrias, mas produtos adicionados as águas de abastecimento e têm ação benéfica na prevenção de cáries. Os fluoretos que são utilizados para a prevenção de cáries, o ferro e manganês são metais pesados e resíduos naturais da degradação dos solos ou mesmo de processos industriais.
- Sobre os aspectos biológicos da água:
RESP: C. As algas podem provocar corrosão quando se proliferam em excesso.
Chamado de corrosão microbiológica, que também pode ser provocado por outros micro-organismos, como bactérias e fungos. São as algas que produzem massas de matéria orgânica, e não os coliformes. Não apenas o sabor, mas o odor, a toxidez, a turbidez, a cor e a formação de massas de matéria orgânica, que, ao serem decompostas, provocam a redução do oxigênio dissolvido. Os coliformes estão mais relacionados a presença de esgotos na água, e não somente a presença de fezes de animais.
- A hidrologia é uma ciência aplicada que estuda a dinâmica da água na natureza, abrangendo os seus aspectos e as interações que interferem na sua ocorrência e distribuição na atmosfera, na superfície terrestre e no subsolo. Marque a alternativa referente a seus aspectos:
RESP: C. A infiltração é um processo que afeta diretamente o escoamento superficial, que é responsável pelos
processos de erosão. Parte da água da chuva é perdida pelo processo de infiltração, reduzindo, portanto, as águas superficiais, e passam a fazer parte assim das águas subterrâneas. O pluviômetro mede a quantidade das águas da chuva e não a quantidade de água de um rio. A evaporação é medida por meio de tanques evaporímetros, ou seja, tanques com água expostos à evaporação, e atmômetros, que são evaporímetros nos quais a evaporação d’água ocorre através de uma superfície porosa. A estimativa do escoamento superficial é feita por meio de medição do nível de água, em postos fluviométricos, onde a altura do nível de água é obtida com auxílio das réguas linimétricas. O levantamento de dados de evapotranspiração é feito por meio de lisímetros e evaporímetros, entre outros instrumentos, mas não de tanques de evaporação.
- Marque a alternativa correta relativa à vazão e à distribuição estatística:
RESP: D. A aleatoriedade dos processos hidrológicos impossibilita o cálculo estatístico.
A estatística possibilita que dados flutuantes, como os hidrológicos, sejam ajustados e calculados. São gráficos de vazão que possibilitam acompanhar a quantidade de água do escoamento superficial por um determinado período, fornecendo informações de quando inicia o escoamento ou mesmo quando ocorre o aumento desse escoamento, por exemplo. Os hidrogramas estão relacionados aos níveis de precipitação, mas principalmente aqueles oriundos de chuvas intensas.
Vazão é o volume de água que passa por um determinado local (canal de rio) em um intervalo de tempo. Os dados hidrológicos apresentam variabilidade e precisam ser ajustados por meio da estatística, pois podem conter erros de medição e observação ou flutuações dos seus próprios valores. 4-2 Águas Pluviais: Vazão de projeto
1. A altura pluviométrica é:
RESP: C. Volume de água precipitada por unidade de área (mm).
Pode ser entendido também como a altura de água de chuva que se acumula, após um certo tempo, sobre uma superfície horizontal impermeável.
- Número médio de anos em que, para a mesma duração de precipitação, uma determinada intensidade é igualada ou ultrapassada uma vez (anos). Este é o conceito de:
RESP: C. Período de retorno (ou de recorrência).
Período de retorno (ou de recorrência): número médio de anos em que, para a mesma duração de precipitação, uma determinada intensidade é igualada ou ultrapassada uma vez (anos). Tempo de concentração: intervalo de tempo decorrido entre o início da chuva e o momento em que toda a área de contribuição passa a contribuir para determinada seção transversal de um condutor ou calha. Duração de precipitação: intervalo de tempo que determina intensidade pluviométrica (min). Intensidade pluviométrica: altura pluviométrica por unidade de tempo (mm/h). Vazão de projeto: vazão de referência para o dimensionamento de condutores e calhas.
- Na fórmula da vazão de projeto (Q=(IA)/60), I representa:*
RESP: B. Intensidade pluviométrica.
Com sua unidade em mm/h.
- Sobre a área de contribuição de um telhado, assinale a alternativa CORRETA:
RESP: C. O projetista deve comparar a tipologia do telhado com as figuras na norma, buscando adequar o projeto às
fórmulas apresentadas para auxiliar no cálculo. O projeto deve ser comparado com as instruções da norma para facilitar o cálculo da área total de contribuição.
- A norma NBR 10.844: instalações prediais de águas pluviais aborda:
RESP: E. Exigências e critérios necessários aos projetos de instalações de drenagem de águas pluviais, visando a
garantir níveis aceitáveis de funcionalidade, segurança, higiene, conforto, durabilidade e economia. Esse é o objetivo principal do documento, como é descrito na própria norma. Dimensionamento de bocas-de-lobo e galerias. =. Esses dimensionamentos são escopo da NBR 8890. Padronização do diâmetro dos tubos de PVC a serem utilizados. =. Esses dimensionamentos são escopo da NBR 5680. Detalhes a respeito dos materiais utilizados nas coberturas. =. Os materiais são abordados nas normas específicas, como a NBR 15310, que trata de telhas cerâmicas.
RESP: A. Vj = 7,33m/s e H =2,74m.
Resposta correta, a chave para resolver o exercício é entender como as equações vistas nesta Unidade de Aprendizagem se aplicam. A energia do escoamento deve ser a mesma em todos os seus pontos, portanto a energia na superfície da barragem e no jato que sai pela tubulação é a mesma. Z barragem + P barragem /γ + V barragem^2 /2g = Z jato + P jato /γ + V jato^2 /2g As pressões em ambos pontos estão em contato com a atmosfera, logo possuem o mesmo valor e se anulam, a V barragem é nula, logo sobra apenas: Z barragem – Z jato = V jato^2 /2g A diferença de cotas entre os dois pontos é o próprio H que queremos descobrir. H = V jato^2 /2g A V jato pode ser expressa em função da vazão e do diâmetro, valores disponíveis no problema: V jato = Q/π(d/2)^2.
- Uma tubulação vertical de 200mm de diâmetro apresenta, em um pequeno trecho, uma seção contraída de 100mm, onde a pressão é de 1 atm. A 4 metros acima desse ponto, a pressão eleva-se para 18mca. Calcular a velocidade e a vazão no trecho de diâmetro 200mm. Considerar escoamento permanente e sem perda de energia.
RESP: A. V = 3,91m/s e Q = 0,12m^3 /s.
A resposta está correta, pois, como o escoamento é permanente, a vazão é constante ao longo de todo o escoamento, portanto: Q 200 mm = Q 100 mm π (0,20/2)^2 V 200 mm = π (0,10/2)^2 V 100 mm V 100 mm = 4 V 200 mm Aplicando Bernoulli, temos: Z 200 mm + P 200 mm/ γ + V 200 mm^2 /2g = Z 100 mm + P 100 mm/ γ + V 100 mm^2 /2g ( Z 200 mm - Z 100 mm)+ ( P 200 mm/ γ - P 100 mm/ γ ) = (4 V 200 mm^2 -^ V 200 mm^2 )/2g 4 + (18 – 10,3) = 15 V 200 mm^2 /(2 X 9,806)^ V 200 mm = 3,91 m/s Aplicando equação da continuidade: Q = π (0,20/2)^2 3,91 = 0,12 m^3 /s. 5-2 Camada-Limite em Escoamento Laminar e Turbulento
1. Qual opção define melhor a diferença entre escoamento laminar e turbulento?
RESP: D. O escoamento turbulento é errático, com a velocidade das partículas variando até 20% da velocidade média e
se movimentando tridimensionalmente de forma sobreposta ao fluxo da corrente, ao passo que o escoamento laminar se desenvolve em uma trajetória bem definida. Sim, a velocidade das particulas varia até 20% da velocidade média no escoamento turbulento, que é errático, e no laminar a trajetória se define como se houvesse camadas imaginárias de escoamento que não interagem entre si. O escoamento turbulento não possui uma trajetória previsível, pois ele se desenvolve de forma aleatória, exatamente por isso existe uma interação macroscópica entre as camadas imaginárias do escoamento. O escoamento laminar se desenvolve de forma ordenada, ao passo que o turbulento se desenvolve de forma errática.
- Qual é a faixa de classificação do escoamento por meio do número de Reynolds?
RESP: C. Existem faixas de trabalho, no entorno de 2.100, o escoamento tende a ser laminar quanto menor for o R. A
partir de 4.500, o escoamento tende a ser turbulento, quanto maior for o R, mas essa medida não é absoluta, outros fatores externos também influenciam no regime do escoamento. O escoamento tende a ser laminar quanto menor for o R, no entorno de 2.100. Já a partir de 4.500 ele é considerado turbulento. Lembre-se de que esses não são números absolutos.
- Qual é o nº de Reynolds de um fluido com as seguintes características, o escoamento tende a ser laminar ou turbulento? Diâmetro = 75 cm; Velocidade = 1,5 m/s; Viscosidade cinemática = 1,61 X 10- (^4) m²/s Massa específica = 1.000 kg/m³.
RESP: E. 7 X 10^3 Escoamento turbulento.
Para chegar nessa resposta, bastou aplicar diretamente a fórmula R = VD / ν e saber que escoamentos com nº de Reynolds maiores que 5.000 desenvolvem escoamento turbulento.
- Para o escoamento de água a 20°C a 0,06 m³/h por um tubo liso e reto, o diâmetro do tubo para o qual ocorre a troca de escoamento laminar para escoamento em transição para turbulência é de aproximadamente quantos centímetros?
RESP: A. 1 cm.
Nesse cálculo, precisamos resolver o sistema: R = VD / ν e Q = V X (π D ²/4), no qual sabemos que R = 2.100, que é o valor de troca entre laminar e escoamento em transição, sabemos que ν de água a 20°C é aproximadamente 10-6, é dado que a vazão equivale a 0,06 m³/h, que é igual a 0,000017 m³/s, logo, sobram duas equações e duas incógnitas, V e D , o que queremos saber aqui é o D.
- Qual é a diferença entre um escoamento sobre uma placa plana e um escoamento confinado a um conduto no que tange à camada-limite?
RESP: B. Em uma placa plana, a camada-limite se desenvolve a partir da parede, onde a velocidade é zero, junto ao
contorno sólido, até a chegar em uma condição de fluido ideal em que a velocidade é constante, a influência da viscosidade se dá apenas dentro da camada-limite. Em um escoamento confinado as camadas-limites se desenvolvem até se fundirem e todo o escoamento dentro do conduto fica sob efeito da viscosidade, com a velocidade sendo zero junto as paredes do conduto e máxima no centro do escoamento. Em um escoamento confinado, as camadas-limites se desenvolvem até se fundirem e todo o escoamento dentro do conduto fica sob efeito da viscosidade, com a velocidade sendo zero junto às paredes do conduto e máxima no centro do escoamento. Em uma placa plana a camada-limite se desenvolve a partir da parede, onde a velocidade é zero junto ao
- Assinale a alternativa correta que corresponde à infiltração de água no solo.
RESP: D. d) As rachaduras e fendas nos solos aumentam a taxa de infiltração da água.
Estas formações atuam como caminhos preferenciais por onde a água se movimenta com pouca resistência e, portanto, aumentam a capacidade de infiltração.
- Referente ao perfil de umedecimento dos solos, qual é a alternativa correta?
RESP: A. a) Na zona de saturação, é composta por uma camada de aproximadamente de 1,5 centímetros de espessura.
Nesta zona, o solo apresenta-se extremamente saturado.
- Qual alternativa está correta sobre as enxurradas?
RESP: C. c) As enxurradas apresentam alto poder destrutivo.
As enxurradas provocam grandes estragos, como erosão das margens dos rios, arrastamento de objetos a grandes distâncias, como árvores, pedras, ou mesmo objetos e equipamentos antrópicos, como veículos, casas, entre outros. Desafio
É solicitado a um engenheiro que ele diminua a perda de carga de uma tubulação existente, pois está faltando pressão no ponto de entrega da água. O primeiro passo para essa tarefa é descobrir a atual perda de carga do escoamento e saber quanto é devido à perda de carga linear e quanto é devido à perda de carga localizada. Sabe-se que uma vazão de 0,008 m^3 /s de água atravessa de forma constante uma tubulação de ferro fundido novo, que possui: 30 m de conduto com diâmetro de 50 mm. Nessa tubulação, há duas curvas de 90 graus e uma expansão para o diâmetro de 200 mm. No conduto de 200 mm de diâmetro, há uma válvula de retenção basculante. Esse conduto tem 23 m.
Há também um conduto de 100 mm, com comprimento de 46 m, que começa com uma contração e tem uma válvula globo. A entrada e saída da tubulação possuem um coeficiente de perda de carga equivalente a 1,00. A pergunta a ser respondida é: Qual a perda de carga total do escoamento? Qual a porcentagem de perda de carga localizada e de perda de carga linear nesse sistema? Munido dessas informações, o engenheiro vai poder tomar a melhor decisão sobre como diminuir a perda de carga total do escoamento.
Padrão de resposta esperado
Objetivo: Descobrir a perda de carga linear e localizada de cada trecho do conduto. A soma delas resultará na carga total. Dados: Vazão constante Q = 0,008 m^3 /s Viscosidade cinemática da água υ = 1,003 X 10-6^ m^2 /s Rugosidade do ferro fundido novo ε = 0,00026 m Calculando HPlinear: Velocidade V = 4Q/ΠD^2 (continuidade) Reynolds Re = VD/υ 1/√f=2,0 log(ε/3,706D+2,51/(Re√f)) (calcular de forma iterativa) hplinear = f L/D V^2 /2g Calculando HPsingular Encontrar coeficiente Ks para cada singularidade; hpsingular = Σ(Ks) V^2 /2g Calculando HPtotal hptotal = hplinear + hpsingular Porcentagens: Porcentagem de hplinear = hplinear/hptotal Porcentagem de hpsingular = hplinear/hpsingular Clique aqui
Um trabalho de consultoria é solicitado a você. Quem recorre à consultoria, nesse caso, é um agricultor, que indica o seguinte problema: O que você diria ao agricultor? Estime valores, com justificativa, para parâmetros que não foram dados no problema.
Foi ofertada a escolha, pelo fabricante, de uma das duas opções de bombas. Busque, a partir desses dados, determinar qual é a melhor: a) Escolha a bomba, entre as duas opções, e justifique. b) Quais são os possíveis pontos de funcionamento desse sistema representado no gráfico da bomba? Padrão de resposta esperado
