Upload
rafaela-moretti-vieira
View
1.452
Download
214
Embed Size (px)
DESCRIPTION
Exercicios de Hidraulica Canais - Resolvidos
Citation preview
DIRETORIA DE CIÊNCIAS EXATAS CURSO DE ENGENHARIA CIVIL 2ª LISTA DE EXERCÍCOS DE HIDRÁULICA II - Canais
Prof. Dr. ALISSON G. MORAES 27 de setembro de 2010
1
Exercícios de Canais em Regime Permanente
Uniforme
1. Um canal trapezoidal de base 0,20 m escoa com o nível d’água de 6,0 m. Esta seção é revestida com cimento alisado e tem taludes 1V:2H. A declividade do canal é de 1,0 m/km. Determine a
vazão e a velocidade do escoamento
2. De acordo com a norma NBR-9649 - Projeto de Redes Coletoras de Esgoto, a tensão trativa
máxima da rede coletora deve ser de 1,0 Pa. Ainda segundo tal norma, o diâmetro mínimo das
redes coletora de esgoto deve ser de 150 mm. Por questão de segurança, adota-se o nível
máximo y/D = 0,5. Qual a vazão máxima que uma rede de esgoto com tais características pode
suportar?
3. Através de um canal retangular passa uma vazão de 8,0 m³/s. Este canal tem uma declividade
constante de 0,012 m/m e é revestido de concreto rústico (n=0,016). Calcule altura do canal,
sabendo que sua largura é de 4 m.
4. Numa determinada cidade houve necessidade de canalizar um córrego, porém haveria espaço
para uma largura de 5,0 metros. Um estudo hidrológico apontou uma vazão de projeto de 12
m³/s. A declividade do rio é 0,015 m. Calcule a profundidade do escoamento para estas
condições, considerando uma seção retangular.
5. Determine a capacidade de vazão do canal cuja seção é mostrada na figura abaixo. Os taludes
e as bermas são de alvenaria de pedra aparelhada, em condições regulares, e o fundo de
concreto em boas condições. Declividade de fundo I=1 m/km.
6. Determine a capacidade de vazão de um canal para drenagem urbana com 2,0 m de base e 1,0
m de altura d’água, declividade de fundo igual a i=0,001 m/m e taludes 1,5H:1V. O fundo corresponde a um canal dragado em condições regulares e taludes são de alvenaria de pedra
aparelhada em boas condições. Esta seção é de mínimo perímetro molhado?
7. Determine a vazão e a tensão trativa de uma rede coletora de esgoto de diâmetro de 200 mm a
y/D=0,75 (limite máximo pela norma NBR-9649). Este trecho de rede tem uma declividade de
0,006 m/m. Considere n=0,013.
8. Um determinado canal de seção trapezoidal 1,5H:1V de base 5 metros revestido de terreno
argiloso-compactado, escoa com a linha d’água máxima de 2,0 m. A declividade do canal é 0,00025 m/m. Calcule a vazão. Verifique se o material empregado no revestimento do canal
resiste quanto aos critérios da velocidade e da tensão de atrito.
DIRETORIA DE CIÊNCIAS EXATAS CURSO DE ENGENHARIA CIVIL 2ª LISTA DE EXERCÍCOS DE HIDRÁULICA II - Canais
Prof. Dr. ALISSON G. MORAES 27 de setembro de 2010
2
9. Uma galeria de águas pluviais de seção retangular escoa uma certa vazão, em escoamento
uniforme, com uma largura de fundo igual a 0,90 m e altura d’água de 0,70 m. Em uma determinada seção, deverá haver uma mudança na geometria, passando para uma seção
circular. Determine o diâmetro da seção circular para transportar a mesma vazão, com a
mesma altura d’água, rugosidade e declividade de fundo.
10. Uma sarjeta é um canal instalado nas laterais de uma via de trafego que serve para escoar a
água precipitada sobre esta até uma boca de lobo. Determine a capacidade hidráulica de uma
sarjeta de uma rua com declividade de 15%. Os dados da sarjeta estão na figura abaixo.
11. 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.
12. Projetar um canal de seção retangular com declividade de fundo i=0,01 m/m para aduzir uma
vazão de 5,0 m³/s de água, de modo que a máxima velocidade média seja 2,0 m/s. Material do
revestimento reboco de cimento não muito liso. Escoamento é fluvial ou torrencial?
13. 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?
14. 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.
15. 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.
DIRETORIA DE CIÊNCIAS EXATAS CURSO DE ENGENHARIA CIVIL 2ª LISTA DE EXERCÍCOS DE HIDRÁULICA II - Canais
Prof. Dr. ALISSON G. MORAES 27 de setembro de 2010
3
16. 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.
Bibliografia
1. Azevedo Netto, J. M.. Manual de Hidráulica. 8ª Ed. Edgard Blücher: São Paulo, 1998;
2. FESP (Faculdede de Engenharia de São Paulo). Exercícios Hidráulica Canais. Página:
http://www.fcth.br/fesparquivos/CH2_TEORIA/Exercicios%20Hidraulica%20Canais.doc,
acessado em 26/04/2010.
3. Porto, R. M.. Hidráulica Básica. 4ª Ed. EESC-USP: São Carlos, 2006;