Atividade De Escoamento Em Condutos Livres

UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO

ESCOLA SUPERIOR DE AGRICULTURA “LUIZ DE QUEIROZ”

HIDRÁULICA: EXERCÍCIOS

Sérgio Nascimento Duarte

Prof. Dr. – Dpto. de Eng. Rural

Tarlei Arriel Botrel

Prof. Livre Docente – Dpto. de Eng. Rural

Raquel Aparecida Furlan

Pós-Graduanda- Dpto. de Eng. Rural

Piracicaba, 1996

Exercícios sobre condutos livres

1) Calcular a vazão de um canal retangular com as seguintes características:

largura do fundo = 1,5 metros

altura da lâmina normal = 0,80 metros

declividade = 0,3 metros por mil metros

material = madeira (n = 0,014)

2) Calcule a vazão do canal trapezoidal com os seguintes dados:

I = 0,4 por mil, n = 0,013, h = 1 m, b = 2,5 m e  = 30

3) Um bueiro circular de 80 cm de diâmetro conduz água por baixo de uma estrada com uma lâmina de 56 cm. Sabendo-se que I = 1 por mil e n = 0,015, calcule V e Q.

4) Qual a declividade que deve ter uma tubulação de esgoto de 15 cm de diâmetro, n = 0,014, trabalhando com 60% da seção (a/A = 0,6), para conduzir uma vazão de 2 l/s.

5) Qual a altura d’água e a velocidade média de escoamento num canal trapezoidal, para vazões de 200, 400, 600 e 800 l/s.

Dados: n = 0,035,  = 1:1, b = 0,40 m, I = 2 por mil.

6) Refazer o problema anterior considerando I = 5 por mil.

7) Determinar a altura da lâmina d’água normal e a velocidade de escoamento em um canal trapezoidal feito em solo barro- arenoso com base = 0,5 m,  = 2:1, n = 0,035 e I = 5m/Km, para transportar uma vazão de 1,0 m3/s. Se a velocidade calculada apresentar-se elevada, calcular a nova declividade e a nova altura da lâmina d’água para que a mesma vazão seja conduzida com uma velocidade de 0,6m/s.

8) Calcular a altura de água e a velocidade de escoamento em um canal cuja seção transversal tem a forma da figura abaixo, para escoar a vazão de 0,2 m3/s, sabendo-se que a declividade é de 0,4 por mil e o coeficiente de rugosidade de Manning é de 0,013.

9) Tem-se um canal triangular como indica a figura abaixo, onde escoa uma vazão Q = 2 m3/s e cuja declividade é de 0,003 m/m com n = 0,012. Determinar a altura d’água.

10) Calcular a altura mínima da lâmina d’água e a declividade máxima de um terraço parabólico em desnível, (pg 106 da apostila) considerando uma velocidade máxima = 0,5 m/s.

Dados: B = 1,80 m, n = 0,035 e Q = 144 l/s.

11) Calcular a altura d’água que deverá ter um canal circular de 2m de diâmetro, sendo dados: Q = 3,0 m3/s, I = 0,0005 m/m, n = 0,012.

12) Um bueiro circular de concreto (n = 0,015) deverá conduzir uma descarga máxima prevista de 2,36 m3/s. O declive será de 0,2 por mil. Exige-se que a seção transversal de escoamento atinja no máximo 90% da seção total. Calcule o diâmetro.

13) Refazer o problema anterior considerando que a altura de escoamento atinja no máximo 90% do diâmetro do tubo.

14) Pretende-se construir um dreno aberto de seção transversal ao longo do trecho horizontal A-B, como mostra a figura 5, capaz de transportar uma vazão de 1,5 m3/s. Na época das chuvas, verifica-se que o nível do rio R atinge o valor máximo de 2 m abaixo do ponto B. Analizando os parâmetros:

Profundidade de escavação no ponto A. (z)

Declividade do dreno (I)

Verifique qual das