Mecanica Hidraulica - Exercicios - Engenharia Mecanica, Exercícios de Engenharia Mecânica. Universidade Federal de Alagoas (UFAL)
Bossa_nova
Bossa_nova4 de Março de 2013

Mecanica Hidraulica - Exercicios - Engenharia Mecanica, Exercícios de Engenharia Mecânica. Universidade Federal de Alagoas (UFAL)

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Apostilas e exercicios de engenharia mecanica sobre o estudo da mecanica hidraulica.
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EXERCÍCIOS

Ex. 1

Dimensione um canal trapezoidal com taludes 2H:1V, declividade de fundo i = 0,001 m/m, com revestimento de fundo e dos taludes com pedra argamassada (n = 0,025) para transportar uma vazão Q = 6,5 m3/s. Utilize uma razão de aspecto r = 4. Calcular a velocidade média do escoamento e verificar se a seção encontrada é de mínimo perímetro molhado.

Resp: y=1,03m; V = 1,025 m/s; não é de mínimo perímetro molhado.

Ex. 2

Um canal de drenagem em terra, com vegetação rasteira nos taludes e no fundo (n = 0,040), taludes 2,5H:1V e declividade i = 30 cm/km, foi dimensionado para uma determinada vazão de projeto Q0, tendo-se chegado a uma seção com largura de fundo b = 1,75 m. e altura d’água y = 1,40 m.

a) Qual é essa vazão de projeto?

b) A seção encontrada é de mínimo perímetro molhado?

c) Se o projeto tiver que ser refeito para uma vazão Q1 = 6,0 m3/s com seção retangular em concreto (n = 0,016), qual será a altura de água para uma largura de fundo igual ao dobro da anterior?

Resp:a) Q0 = 2,72m3/s; b) não é de mínimo custo; c) y = 1,74m.

Ex. 3

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Dimensione um canal trapezoidal com taludes 2H:1V, declividade de fundo i = 0,001 m/m, com alvenaria de pedra argamassada em boas condições (n = 0,020), para transportar uma vazão de 8,0 m3/s, sujeita às seguintes condições:

a) a altura máxima d’água deve ser de 1,15 m.

b) a velocidade máxima deve ser de 1,30 m/s

c) a largura máxima, na superfície livre, deve ser de 8,0 m.

Resp: Utilizando os valores máximos, b=3,40m, A=6,56m2 e V=1,22m/s

Ex. 4

Dimensionar o emissário de uma rede de esgotos, sabendo que ele deve transportar uma vazão Q = 150 l/s, com uma declividade i = 0,2%. O conduto deverá ser construído com tubos de concreto, com n = 0,015, e deverá trabalhar a meia seção.

Resp: R = 65 cm

Ex. 5

Determinar a vazão que passa na seção composta dada, sabendo que a declividade do canal é de 0,1%, a rugosidade do canal central nC = 0,017 e, nos canais laterais, nL = 0,023. Todos os taludes são de 450.

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Resp: 20,97m3/s

Ex. 6

Determine a capacidade de vazão da canaleta de drenagem de pé de talude, em uma rodovia, revestida de concreto em condições regulares (n = 0,016), com declividade de fundo igual a 0,008 m/m, conforme a figura abaixo.

[pic] Resp: 65,35l/s

Ex. 7

Para a seção composta mostrada na figura, o coeficiente de rugosidade do leito principal é de 0,022 e, do leito secundário, 0,035. A declividade do fundo do canal é de 0,0002 m/m. Determine a altura d’água y2 do leito secundário quando a vazão escoada for igual a 90 m3/s e a vazão-limite para não haver extravazamento do leito principal.

[pic]

Resp: Qlim=20,77m3/s; y2(1,4m

Ex. 8

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Um córrego que cruza o perímetro urbano de uma cidade deverá ser canalizado e revestido com gabiões, cujo coeficiente de rugosidade é igual a 0,025. Condições geológicas e considerações econômicas impuseram taludes 2H:1V e declividade de 80 cm/km. Determinar a seção de mínimo custo deste canal, para Q = 10 m3/s.

Resp: y(1,92m

Ex. 9

Num canal de seção transversal retangular, de largura igual a 100m, declividade i = 1:10.000 e ( = 0,30, a profundidade é igual a 2,0 m.

Sabendo que o regime de escoamento é o uniforme, calcular a vazão que escoa. Calcular o erro porcentual que se comete quando se substitui, no cálculo da vazão, o raio hidráulico pela profundidade da lâmina d’água.

Resp: erro = 2,34%

Ex. 10

Um canal uniforme muito longo, de declividade i = 0,001 m/m, de alvenaria de pedra bruta, tem a seção indicada na figura. Achar a relação entre as vazões correspondentes às profundidades 0,5m e 1,0m. Calcular C pela fórmula de Bazin, com ( = 0,46.

[pic] Resp: [pic]

Ex. 11

Um canal de drenagem urbana foi construído em formato trapezoidal com 2,0m de largura na base menor, taludes com inclinação de 1,5H:1V e inclinação de fundo igual a 0,001

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m/m. Sabendo que a rugosidade do fundo corresponde a n = 0,030 e as dos taludes a n = 0,014 e que o canal foi projetado para trabalhar com lâmina d’água de 1,0m, determine sua capacidade.

Resp: Q = 4,1 m3/s

-----------------------

1,0 m

1,5 m

1,5 m

1,0m

2,0 m

1,0m

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