Exercicios hidraulicaprova1

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Exercícios hidraulica

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Exercicios hidraulicaprova1

  1. 1. Exemplo: tubulação 1, bifurcando-se em duas outras que transportam 4 e 5 m3 /s, respectivamente. Qual a velocidade na tubulação 1?
  2. 2. Exemplo: cotovelo redutor de 90º. p1 = 120 kPa, p2 = patm= 101 kPa, A1 = 0,01m2 , A2 = 0,0025m2 , V2 = 16m/s, massa do cotovelo 20kg, Qual a força exercida pelo cotovelo sobre o fluido? Supor regime permanente, incompressível e uniforme
  3. 3. 2g V 0 γ p 0z γ p 2 2atm 1 atm ++=++ datum Estabelecer a equação teórica de orifícios a partir da equação de Bernoulli  fórmula da velocidade de saída da água em um orifício na parede
  4. 4. H v 2g v H 2 = 2gHv = Estabelecer a equação teórica de orifícios a partir da equação de Bernoulli  fórmula da velocidade de saída da água em um orifício na parede
  5. 5. Exemplo: mesma tubulação, determinar as componentes da força necessária para manter fixa a bifurcação. A pressão em 1 é de 500 kPa?
  6. 6. A figura mostra um cotovelo redutor de 30º. Avalie as componentes da força que deve ser provida pelos tubos adjacentes para manter o cotovelo no lugar R.: ( )Nj740,9i-183,1F  −=
  7. 7. Óleo (d = 0,84) flui em um conduto nas condições mostradas na figura abaixo. Se a perda de carga total é de 3,0 ft entre os pontos 1 e 2, ache a pressão no ponto 2. 1 lbf/ft2 = 144 lbf/in2 ou 1 lbf/ft2 = 144 psi R.: 2in f lb 66,92pou 2ft f lb 96272pouft183,67 γ 2 p ===
  8. 8. Determine uma expressão para a carga de pressão indicada no manômetro M em mH20, em função do diâmetro d, sabendo que é transportada uma vazão Q. O fluido manométrico é o mercúrio (densidade relativa = 13,6). Desconsidere as perdas de carga.
  9. 9. FR, xc e yc? Superfície retangular de largura w=5m γ=9.810 N/m3
  10. 10. Determinar FR e xc e yc (hc). Comporta em forma de quadrante de círculo com raio de 1m e largura de 3m x y
  11. 11. Comporta articulada em H, com largura de 2m. Qual a magnitude de F para mantê-la fechada? x y A comporta mostrada tem 3m de largura, e para a análise pode ser considerada sem massa. Para que profundidade d de água essa comporta retangular estará em equilíbrio, conforme mostrado? R.: d = 2,66m
  12. 12. Calcule as componentes horizontal e vertical da força resultante, bem como a magnitude desta, na face em forma de quarto de círculo do tanque da figura abaixo. A largura do tanque é de 7m e o raio do quarto de círculo é de 1m. Determine também onde estão as linhas de ação das componentes. R.: FH = 309 kN, FV = 289,4 kN, FR = 423,4 kN e h x 0,514m 4,52m
  13. 13. O cilindro abaixo, de diâmetro de 3ft, é feito de um material com densidade relativa à da água de 0,82. Sabendo que seu comprimento é de 12ft (para dentro da folha) e que o mesmo divide dois compartimentos com água (ver figura), calcule as reações no ponto C. Adote γ = 62,4 lbf/ft3 . R.: Cx = 2.527,2 lbf e Cy = 370,5 lbf
  14. 14. O cilindro abaixo tem comprimento de 5ft (para dentro da folha) e raio 4ft. Calcule as componentes da força de pressão horizontal e vertical no cilindro. R.: FH = 7.273,88 lbf e FV = 14.579,65 lbf 45º
  15. 15. Calcule a força resultante e sua linha de ação na superfície ABC abaixo. O centro de gravidade do semicírculo é dado por 4R/3π a partir do ponto C. 2m 2m 2,5m 1m A B C Água
  16. 16. A comporta quadrada de 0,9m de lado, representada abaixo, possui um peso de 180 N. Pede-se: a) a magnitude da força resultante FR devido ao líquido; b) o ponto de aplicação de FR ; c) a magnitude da força T necessária par abrir a comporta.
  17. 17. A figura mostra o esboço de uma comporta circular inclinada que está localizada num grande reservatório de água (g = 9.810 N/m3 ). A comporta está montada num eixo que corre ao longo do diâmetro horizontal da comporta. Se o eixo está localizado a 10m da superfície livre, determine: (a) o módulo e o ponto de aplicação da força resultante na comporta, e (b) o momento que deve ser aplicado no eixo para abrir a comporta.
  18. 18. O esquema da figura mostra uma tubulação vertical com diâmetro constante, por onde escoa um líquido para baixo, e a ela estão conectados dois piezômetros com suas respectivas leituras, desprezando-se as perdas. A esse respeito, considere as afirmações a seguir. I - A energia cinética é a mesma nos pontos (1) e (2). II - A pressão estática no ponto (1) é menor do que no ponto (2). III - A energia total no ponto (1) é menor do que no ponto (2). IV - A energia cinética e a pressão estática no ponto (1) são menores do que no ponto (2). V - A energia cinética e a pressão estática no ponto (1) são maiores do que no ponto (2). São corretas APENAS as afirmações (A) I e II (B) I e III (C) II e IV (D) III e V (E) IV e V
  19. 19. D V1 V2 1 2 z1 z2 Datum H Mostre ainda que em um conduto horizontal γ p ΔH12 ∆ = Exercício: água escoando em tubulação de 300mm com 300m de extensão, ligando dois pontos A e B com cotas 90m e 75m, respectivamente. Sabendo que pA = 275kPa e pB=345kPa. a) calcule ∆HAB, dê o sentido do escoamento
  20. 20. 2) Uma turbina hidráulica deve ser suprida com água oriunda de um riacho na montanha através de uma tubulação, conforme mostrado. O diâmetro do tubo é 1 ft e a altura média da rugosidade é 0,05”. As perdas localizadas podem ser desprezadas e o escoamento sai do tubo à pressão atmosférica. Calcule a velocidade da descarga. A viscosidade cinemática é de 1,076. 10-5 ft2 /s.
  21. 21. A B A’ B’ Perda de carga total em conduto ligando 2 reservatórios com níveis constantes  usar pressões manométricas ou relativas
  22. 22. Sistema de abastecimento composto por um reservatório com NA suposto constante na cota 812m, e por um outro de sobras que complementa a vazão se necessário, com nível na cota 800m. A rede de distribuição se inicia no ponto B, na cota 760m. Para que valor de QB, a LP é a mostrada na figura? Qual a carga de pressão disponível em B? O material das adutoras é de aço soldado novo (C = 130 de Hazen-Williams). Despreze as cargas cinéticas das tubulações
  23. 23. Qual a vazão mássica no conduto abaixo com 2 piezômetros nas seções 1 e 2, sabendo que ν = 0,114. 10-5 m2 /s, ε = 0,0000442 m e ρ = 1.000 kg/m3 . use a fórmula de Swamee- Jain.
  24. 24. Você foi contratado para localizar um ponto de vazamento em uma adutora, construída em PVC (C=140) com diâmetro de 200 mm, que abastece uma cidade. Nesta adutora existem dois pontos, distantes 3000 m, onde é possível efetuar medições de vazão e pressão. No ponto A, cuja vazão medida foi de 40 L/s, instalou-se um manômetro que registrou uma pressão de 400 kPa. No ponto B, registrou-se através de um piezômetro, uma carga de pressão de 20 m.c.a. e a vazão medida foi de 27 L/s. Sabendo-se que a cota do terreno no ponto A é de 127 m e a no ponto B 130 m, determine a distância, medida a partir do ponto A, do ponto de vazamento. Esboce as linhas de energia.
  25. 25. C = 130

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