Leis de Resistência dos Escoamentos Uniformes
Exercício 1
Numa conduta com 300 mm de diâmetro ocorre uma perda de carga de 3 cm em cada 10 m. Determine a tensão tangencial nas paredes da conduta sendo o fluido escoado a água ( gw = 10 kN/m3 ).
Exercício 2
A diferença das alturas piezométricas entre dois pontos à mesma cota, numa conduta de 200 m de comprimento e 200 mm de diâmetro, é de 24 m. Sendo o caudal escoado de 180 l/s, determine o factor de perda de carga f .
Exercício 3
Um óleo de massa volúmica r = 900 kg/m3 e viscosidade dinâmica m = 0.8 N.s/m2 escoa-se numa tubagem de 300 mm de diâmetro. Para um caudal de 50 l/s:
3.1 Verifique se existem condições de escoamento laminar.
3.2 Determine a perda de carga num troço de 3 km de comprimento.
Exercício 4
Um fluido de massa volúmica r = 900 kg/m3 e viscosidade dinâmica m = 0.2 N.s/m2 escoa-se num tubo cilíndrico horizontal de 150 mm de diâmetro. Sabendo que o caudal é de 30 l/s, determine:
4.1 A perda de carga unitária deste escoamento.
4.2 O valor do raio da secção circular (r) para o qual a velocidade (V) é igual à velocidade média (U). Calcule também a velocidade máxima.
4.3 A tensão tangencial nas paredes da conduta e a força de arrastamento em 500 m de comprimento.
4.4 A potência necessária para assegurar o escoamento em 1 km de conduta.
Exercício 5
Numa conduta de 200 mm de diâmetro e rugosidade equivalente 0.12 mm, escoa-se um caudal de 200 l/s. Determine a perda de carga num percurso de 300 m sendo o fluido escoado a água ( nw = 1.15 x 10-6 m2/s ) .
Exercício 6
Nas condições da figura determine o caudal escoado, sendo:
6.1 A pressão em B igual a 0.3 MPa.
6.2 A cota piezométrica em B igual a 25 m.c.a.
Exercício 7
Uma conduta de betão com 4 km de comprimento e diâmetro D, liga duas albufeiras cujas superfícies livres apresentam um desnível de 12 m.
7.1 Qual o caudal escoado se utilizarmos uma conduta em betão rugoso de 1 m de diâmetro
7.2 Utilizando betão liso, qual o diâmetro que permite duplicar o caudal anteriormente calculado.
Exercício 8
Num tubo de ferro fundido com 250 mm de diâmetro, circula água à temperatura de 15ºC ( nw = 1.15 x 10-6 m2/s ). Para os caudais:
Q1 = 1 l/s
Q2 = 95 l/s
Q3 = 580 l/s,
calcule a perda de carga unitária, utilizando:
8.1 O ábaco de Moody.
8.2 A fórmula de Colebrook-White.
8.3 A fórmula monómia respectiva.
Exercício 9
Como ilustrado na figura, uma galeria de 1.3 m de diâmetro, de 1000 m de comprimento e de revestimento em betão rugoso, transporta água de uma albufeira para um reservatório de distribuição de um sistema de abastecimento de água, cuja superfície livre se encontra 1 m abaixo da cota de água da albufeira.
Determine:
9.1 O caudal escoado.
9.2 Sendo o caudal necessário de 2 m3/s, estude as possíveis soluções para o problema.
9.3 Existindo um aumento de caudal para 4 m3/s, optou-se por instalar uma bomba. Qual a potência da bomba, sabendo que o rendimento é de 70%.
