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Hidráulica e Hidrologia Aplicada Prof.a Dariana Lima

Lista de Exercícios 01

1. Em um laboratório hidráulico, um fluxo de 0,41 m3/s foi verificado em um canal retangular de 1,2 m de

largura com 0,6 m de profundidade de escoamento. Se o declive do canal era de 0,0004, qual o fator de rugosidade para o revestimento do canal?

2. Que inclinação deveria ter uma manilha vitrificada de 24” de diâmetro, a fim de que 0,17 m3/s escoe

quando a manilha estiver à meia seção ? Qual a inclinação se a manilha escoa à plena seção? Dado: n = 0,013.

3. Qual a profundidade de um fluxo de água de 6,80 m3/s em um canal retangular de 6,1 m de largura, assente em um declive de 0,0010? Usar n = 0,0149.

4. O canal indicado abaixo tem uma declividade de 0.00016. Quando ele atingir um aterro de estrada de

ferro, o fluxo deve ser transportado por 2 tubos de concreto (n = 0,012), assentados com declividade de 0,8 :305. Qual o diâmetro do tubo que deve ser usado? Adote: n = 0,020.

5. Em um canal retangular de 6,1 m de largura, n = 0,013 e i = 0,0144 escoa água a 0,92 m de

profundidade. Que profundidade deverá ter m escoamento com a mesma vazão e declividade de 0,00144?

6. Qual das seções de canais apresentadas na figura abaixo transportará o maior fluxo, se ambos têm a mesma declividade?

7. Em um canal retangular de 3,05 metros de lado a vazão é de 7,50 m3/s. Às profundidades de 0,61 m;

0,91 m; 1,22 m o escoamento é subcrítico ou supercrítico ? 8. Num coletor de secção circular de diâmetro D = 3,0 m e com declive de fundo i = 0,005 m/m, escoa-se

uma lâmina líquida com uma altura h = 2,10 m. Determine a velocidade média e a vazão, para as seguintes condições: a) n = 0,012 e b) n = 0,045.

20’

4’

1

1

6,1 m

1,83 m

6,1 m

2, 74 m

n = 0,015 n = 0,010

(a)

UNIVERSIDADE PAULISTA DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL DISCIPLINA: Hidráulica e Hidrologia Aplicada Prof.ª: Francisca Dariana G. Lima Nome:______________________________________________ Mat.:_____________ Sala:______________

(b)

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9. Qual a vazão que passa na seção composta, sabendo que a declividade do canal é de 0,2%, a rugosidade do canal central nC = 0,013 e, nos canais laterais, nL = 0,022.

10. Um canal trapezoidal, largura do leito de 6 m e inclinação lateral de 1:1, escoa com 1,2 m de altura em um declive de 0,0009. Para um valor de n = 0,025, qual é a descarga uniforme?

11. Uma manilha de vitrificação média é posta em um declive de 0,0002 e deve transportar 2,36 m3/s quando o condutor está 90% cheio. Que diâmetro de tubo deve ser usado? Dado: n = 0,015

12. Qual deve ser a largura de um canal retangular construído a fim de transportar 14 m3/s, a uma profundidade de 1,8 m em um declive de 0,0004? Usar n = 0,010.

13. Um canal retangular de 10 m de largura transporta 8 m3/s de água a 1 m de profundidade. É o escoamento supercrítico ou subcrítico?

14. A descarga através de um canal retangular (n = 0,012) de 4,5 m de largura é de 12 m3/s quando a declividade é de 1/100. O escoamento é subcrítico ou supercrítico?

15. Sob que declividade deveria se assentada a calha a fim de transportar 14,80 m3/s? Dados: C = 100 e n=0,020.

16. Uma calha descarrega 1,19 m3/s com uma declividade de 0,1524 m em 304,8 m. A seção é retangular

e o coeficiente de rugosidade n = 0,012. Determinar as dimensões mais favoráveis, isto é, as dimensões para um perímetro molhado mínimo.

17. Uma caixa quadrada de uma galeria tem 2,44 m de lado e é instalada como é indicada na figura

abaixo. Qual é o raio hidráulico para profundidade de 2,33m?

4’

10’

8'

2,33 m

2,44 m

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18. Um canal retangular (condição boa) tem 2 m de largura e contém água a 3 m de profundidade. Se a declividade é de 0,85° e o revestimento é de concreto, avalie a vazão para escoamento uniforme.

19. O canal trapezoidal é feito de alvenaria e de pedra seca (condição muito boa) e tem declividade de 1:500. Determine a vazão se a profundidade normal for de 80 cm.

20. Para o canal trapezoidal da questão anterior, determine a profundidade da lâmina d’água para qual a vazão será de 8 m3/s.

21. Determine o valor da altura uniforme do escoamento de um caudal de Q = 8 m3/s, numa vala

trapezoidal com uma largura de rasto l = 5 m, taludes laterais inclinados a 1(V):2(H), declive do fundo I = 0,05 % e coeficiente de rugosidade n = 0,040. Determine, também, a velocidade média e o número de Froude do escoamento.

22. Calcule a altura uniforme de escoamento de uma vazão Q = 350 l/s que se escoa num coletor circular

de diâmetro D = 0,70 m, com declive de fundo i = 0,004 m/m e coeficiente de rugosidade n = 0,024.

23. Em período de cheia, um canal natural às vezes consiste em uma calha profunda principal mais duas calhas de cheia. Se o canal tem a mesma inclinação e supondo que y1 = 6,10 m, y2 = 1,52 m, b1 = 12,20 m, b2 = 30,50 m, n1 = 0,020, n2 = 0,040, com uma declividade de 0,0002. Calcule a vazão em m3/s.

24. Considere a secção múltipla (composta) representada na figura, de um trecho de rio com zona de

inundação. Sendo o declive de fundo i = 0,02 % e os coeficientes de rugosidade do leito menor e do leito maior de, respectivamente, n = 0,040 n = 20, calcule a vazão e a velocidade média do escoamento.

Adote: Aceleração da gravidade (g = 9,81 m/s2) e Viscosidade cinemática da água a 20°C (ν = 10-6 m2/s).

QUESTÕES DO LIVRO: PORTO, Rodrigo de Melo. Hidráulica básica. 4. ed. São Carlos, SP: EESC-USP, 2004. 540 p. 25. 8.1 26. 8.2 27. 8.3 28. 8.20

29. 9.6 30. 9.3 31. 9.7 32. 10.1

33. 10.8 34. 11.5 35. 11.10

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Gabarito – Lista 04

1. n = 0,0157

2. (a) i = 0,0028 e (b) i = 0,0007

3. y = 0,74 m

4. D = 1,25 m

5. y = 2,03 m

6. n = 0,0118

7. Fr = 1,65 – Escoamento Crítico

Fr = 0,90 – Escoamento Subcrítico

Fr = 0,58 – Escoamento Subcrítico

8. (a) Q = 28,89 m3/s e V = 5,47 m/s

(b) Q = 7,67 m3/s e V = 1,45 m/s

9. Q = 35,16 m3/s

10. Q = 9,82 m3/s

11. D = 2,18 m

12. b = 4,02 m

13. Fr = 0,26 – Escoamento Subcrítico

14. Fr = 2,09 – Escoamento Supercrítico

15. i = 0,0011

16. y = 0,77 m e b = 1,55 m

17. Rh = 0,7128 m.

18. Q = 43,04 m3/s

19. Q = 3,14 m3/s

20. y = 1,40 m

21. y = 1,63 m – V = 0,59 m/s – Fr = 0,174

22. y = 0,469 m

23. Q = 202,35 m3/s

24. Q = 202 m3/s e V = 0,42