Questões de Engenharia Civil - Hidráulica na Engenharia Civil para Concurso

No levantamento de campo para a construção de uma pequena central hidrelétrica (PCH), verificou-se, no local de construção, a altura de queda de 12 m e vazão de 250 L/s. Para essa PCH, foi projetada uma turbina em que há um injetor provido de uma aleta diretriz encarregada de regular o fluxo de água que ingressa na turbina regulada automaticamente por um servomotor hidráulico, conforme esquema a seguir. A turbina tem um número limitado de componentes, projeto simples e baixo custo de manutenção.

Nessa situação hipotética, o equipamento projetado é denominado turbina

Em um canteiro de obras, necessita-se fazer o rebaixamento do lençol freático, de modo a permitir a execução de escavações para a construção de sapatas de fundação. Trata-se de uma areia siltosa de baixa permeabilidade. Atente à figura abaixo e aos dados que seguem.

Fórmulas:

Alcance do rebaixamento: R = 3.000.s. √(k)

Vazão de percolação:

Q = π.k(H² – h_D²)/(ln R – ln R_A)

Vazão no poço de rebaixamento:

Q₁ = 2.π.r.h_W. √(k)/15

Dados:

Solo: areia siltosa

k = 10^-4 m/s – coeficiente de permeabilidade;

s = 4,00 m – altura de rebaixamento no centro do canteiro;

H = 10,00 m – profundidade dos poços de rebaixamento;

h_D = 5,50 m – profundidade da linha freática rebaixada no fundo da escavação;

h_W = 4,00 m –profundidade da linha freática rebaixada no centro do poço ou nível dinâmico;

R_A = 14,10 m – raio do círculo equivalente;

r = 0,10 m – raio do poço de rebaixamento;

A = 625,00 m² – área do canteiro;

π = 3,14 – considerar este o valor de pi;

ln 120 = 4,78 – considerar o presente valor;

ln 14,10 = 2,64 – considerar o presente valor;

π.10^-4 = 0,000314 – considerar o presente valor.

Considerando a figura e os dados listados acima, é correto afirmar que a vazão de percolação ao canteiro “Q” e a vazão em cada poço “Q₁”, em m³/s, são respectivamente

Um modo usual de manejo da irrigação pelo balanço solo-água-ar é o emprego do método tensiométrico. A figura abaixo mostra a curva de retenção da água no solo ou curva característica, obtida com um tensiômetro em uma camada correspondente à zona de raízes Z de 20 cm.
                    
Sabendo-se que é recomendada a irrigação quando o tensiômetro apresenta uma leitura de 0,3 bar, que o valor da capacidade de campo (em peso) nessa camada é de 33,5% e que a massa específica global do solo é de 1,3 g/cm³ , a lâmina líquida necessária para levar esse solo à capacidade de campo é:

Ressalto hidráulico é um fenômeno que ocorre na transição de regimes de escoamento, caracterizado por uma elevação brusca no nível d’água, sobre uma distância curta, acompanhada de uma instabilidade na superfície com ondulações e entrada de ar do ambiente. Há ainda uma perda de energia na forma de um grande turbilhonamento.

Esse fenômeno ocorre na transição do escoamento:

O dimensionamento das calhas deve ser realizado através da fórmula de Manning, conforme apresentada a seguir:

Na equação apresentada, R_h representa o Raio Hidráulico da seção transversal da calha. Considerando que a seção transversal é um trapézio isósceles, conforme mostrado a seguir, o raio hidráulico é de: