1 INTRODUÇÃO A água é um recurso natural importante para qualquer atividade humana e animal. É importante que o engenheiro saiba utilizar este recurso.

Apresentação em tema: "1 INTRODUÇÃO A água é um recurso natural importante para qualquer atividade humana e animal. É importante que o engenheiro saiba utilizar este recurso."— Transcrição da apresentação:

1 1 INTRODUÇÃO A água é um recurso natural importante para qualquer atividade humana e animal. É importante que o engenheiro saiba utilizar este recurso com eficiência. Para tanto o mesmo deve saber planejar e projetar estruturas de captação, condução e armazenamento de água. 1.1 CONCEITO DE HIDRÁULICA É o estudo do comportamento da água em repouso ou em movimento.

2 1.2 SUBDIVISÕES A disciplina de Hidráulica pode ser dividida em: - Hidráulica teórica: Hidrostática; Hidrodinâmica; - Hidráulica aplicada: Sistemas de abastecimento; Irrigação e drenagem; Geração de energia; Dessedentação animal.

3 Sistema Internacional
1.3 SISTEMA DE UNIDADES Na Hidráulica o profissional irá trabalhar com inúmeras grandezas, portanto o domínio das unidades e dos fatores de conversão é requisito básico para a elaboração dos projetos. As principais grandezas e unidades utilizadas na Hidráulica são: Sistema Internacional comprimento (m); Massa (kg); Tempo (s); Força (N); Energia (J); Potência (W); Pressão (Pa); Área (m2); Volume (m3); Vazão (m3/s)

4 Dentre as grandezas citadas as mais utilizadas serão:
- Unidades de pressão: 1 atm = Pa = kgf/m2 = 1,034 kgf/cm2 = 760 mmHg = 10,33 mca; - Unidades de vazão: 1 m3/s = m3/h = L/s = L/h; Exercício: Transformar 0,015 m3/s para m3/h, L/s e L/h. Resposta: 54 m3/h, 15 L/s e L/h

5 1.4 PROPRIEDADES DOS FLUÍDOS
Na maioria das aplicações dentro da disciplina o fluído utilizado será a água. Entretanto, o profissional pode vir a trabalhar com outros tipos de fluídos, como por exemplo: óleos, mercúrio, glicerina, ou algum subproduto de agroindústria. Os fluídos podem ser caracterizados pelas suas propriedades. As principais são: 1.4.1 Massa específica ρ =massa por volume Unidades: kg/m3, g/cm3 Água (4ºC): kg/m3 Mercúrio (15ºC): kg/m3

6 1.4.2 Peso específico γ=peso por volume
Unidades: N/m3, kgf/cm3 Água : γ = N/m3 = kgf Observação: F = m . a; P = m . g; N = g . kgf; γ = ρ . G Exemplo: Uma caixa de 1,5 x 1,0 x 1,0 m armazena 1.497,5 kg de água. Determine o peso específico da água em N/m3 e Kgf/m3. Considere g = 9,81 m/s2. Resposta Peso = 1.497,5 kg . 9,81 m/s2 = ,49 N γ = ,49 N/1,5 m3 = 9793N/m3 γ = 9793N/m3/9,81m/s2 = 998,3kgf /m

7 2. CONDUTOS LIVRES 2.1 INTRODUÇÃO O escoamento de água em um conduto livre, tem como característica principal o fato de apresentar uma superfície livre, sobre a qual atua a pressão atmosférica. Rios, canais, calhas e drenos são exemplos de condutos livres de seção aberta, enquanto que os tubos operam como condutos livres quando funcionam parcialmente cheios, como é o caso das galerias pluviais. Os canais são construídos com uma certa declividade, suficiente para superar as perdas de carga e manter uma velocidade de escoamento constante. Os conceitos relativos à linha piezométrica e a linha de energia são aplicados aos condutos livres de maneira similar aos condutos forçados.

8 A solução de problemas hidráulicos envolvendo canais é mais difícil do que aqueles relativos aos condutos forçados. Nos condutos forçados, a rugosidade das paredes é bem definida pelo processo industrial e pelos materiais utilizados, o mesmo não ocorrendo com os canais naturais e os escavados em terra, onde a incerteza na escolha do coeficiente de rugosidade é muito maior do que nas tubulações. Quanto aos parâmetros geométricos, nos condutos forçados as seções são basicamente circulares, enquanto os canais apresentam as mais variadas formas.

9 2.2 ELEMENTOS GEOMÉTRICOS DE UM CANAL
- Seção transversal: é a seção plana do conduto, normal á direção do escoamento; - Seção molhada: é a parte da seção transversal do canal em contato direto com o líquido; Perímetro molhado: corresponde a soma dos comprimentos (fundo e talude) em contato com o líquido; Raio hidráulico: é a razão entre a seção molhada e o perímetro molhado; Borda livre: corresponde a distância vertical entre o nível máximo de água no canal e o seu topo.

10 2.3 FORMA GEOMÉTRICA DOS CANAIS
A maioria dos condutos livres apresentam seção trapezoidal, retangular ou circular. Seção trapezoidal Seção (área): A = h(b + m.h) Perímetro: P = b + 2.h (1+ m2)^1/2 Raio hidráulico: R = A/P Seção retangular Seção (área): A = b.h Perímetro: P = b + 2.h

11 Seção circular (50%) Largura da superfície: Seção (área): A = p D^2/8 Perímetro: P = p D/2 Raio hidráulico: R = A / P Exemplo: Calcular a seção, o perímetro molhado e o raio hidráulico para o canal trapezoidal a seguir (talude = 1 : 0,58; b = 1; h = 2 Resposta A = h(b + m.h) => A = 2(1+ 0,58.2) = 4,32m2 P = b + 2.h(1+ m2)^1/2 => P = 1+2x2 (1+0,58^2)^0,5 = 5,62m R = A/P => R = 4,32/5,62 = 0,77 m.