ENG 136 - HIDRÁULICA

Hidráulica - ENG 136 (última atualização 11/03/2024):

Notas: Prova 1, Prova 2, Trabalho sobre Redes, Prova 3 e resultado final

Plano de Ensino e cronograma de aulas (2024.1)

Enunciado do trabalho sobre redes (2023.2)

1) Aulas:

Escoamentos em condutos forçados sob ação da gravidade

Aula 1 - Apresentação inicial da disciplina.

Aula 2 - Conceitos básicos e definições. Leis físicas básicas. Teorema de transporte de Reynolds ou transformação de Reynolds. Leis físicas básicas para volumes de controle. Conservação de massa: Exemplo 1. Definições (vazão, velocidade média, descarga, escoamento incompressível, regime permanente). Equação da energia (1ª Lei da Termodinâmica).

Aula 3 - Conservação de massa: Exemplo 1. Definições (vazão, velocidade média, descarga, escoamento incompressível, regime permanente). Equação da energia (1ª Lei da Termodinâmica).

Aula 4 - Problema dos dois reservatórios interligados por uma tubulação. Reservatório de nível constante. Saída livre. Análise dimensional aplicada ao escoamento forçado (teorema de Vaschy-Buckingham e dedução da equação de Darcy-Weisbach). Escoamento laminar, de transição e turbulento.

Aula 5 - Cálculo do fator de cisalhamento (fator de "atrito" de Darcy-Weisbach). Camada limite, subcamada limite laminar. Perdas de carga localizadas. Linha de energia. Linha piezométrica.

Aula 6 - Exercício (quadro). Problema dos dois reservatórios: Cálculo da vazão com método iterativo, Excel(R) e com solver; perdas localizadas; método dos comprimentos equivalentes.

Aula 7 - Linha de energia. Linha piezométrica. Solução de exercícios (cálculo do diâmetro e vazão; tomada d'água entre dois reservatórios). Sistemas em série e em paralelo.

Aula 8 - Exercícios: Dimensionamento econômico (influência do traçado dos condutos; pressão mínima adequada; transporte dos tubos); condutos em série e em paralelo. Adicionado em 28/7/16: Problema dos três reservatórios.

Aula 9 - Distribuição de vazão em marcha (Capítulo 4). Exercício do livro (quadro). Resolver o exercício, itens a e b, do arquivo em anexo. Problema de tomada d'água entre dois reservatórios. Exercício (quadro).

Aula 10 - Solução de Exercícios (a, b e c, exercício 2). Exercício para casa.

Solução de provas anteriores (020200 030300).

Redes de distribuição de água

Aula 11 - Redes de distribuição de água: Conceitos básicos, normas, condições para elaboração de projetos. Método do Professor Hardy Cross (1936).

Aula 12 - Redes de distribuição de água: Exemplo 6.3 (Porto, 2006): Solução com Hardy Cross e Excel. Solução com o solver. Planilha Excel (download).

Aula 13 - Redes de distribuição de água: Exemplo 6.3 (Porto, 2006): Solução com o EPANET 2.0 (arquivo) (Download EPA; Download LNEC; Download LENHS UFPB). Tempo para tirar dúvidas.

Sistemas elevatórios e cavitação

Aula 14 - Equação da energia e sistemas elevatórios. Quadro

Aula 15 - Sistemas elevatórios: Introdução.

Aula 16 - Potência, curvas características e cavitação.

Aula 17 - Exercício (quadro).

Aula 18 - Associação de bombas.

Aula 19 - Dimensionamento econômico (Introdução: Equação de Bresse e equação de Forchheimer). Exercícios (solução).

Aula 20 - Exercício resolvido: dimensionamento econômico, seleção de bombas.

Aula 21 - Análise de sistema elevatório com rede ramificada e dois reservatórios no trecho de recalque. Exercício (Planilha).

Aula 22 - Quadro.

Escoamentos em canais

Aula 23 - Escoamento em superfície livre - Introdução (Capítulo 7, Porto, 2006). Quadro.

Aula 24 - Escoamento uniforme em canais: Definições básicas, equação de Darcy-Weisbach, equação de Chézy, equação de Manning. Cálculo de A, P, Rh, B: Equações para seção trapezoidal assimétrica e seções derivadas. Canal largo. Formulação para a seção parabólica. (Capítulo 8, Porto, 2006). Quadro.

Aula 25 - Solução de exercícios (cálculo de Q, h, elaboração de tabelas). Planilha.

Aula 26 - Escoamento uniforme. Exercícios.

Aula 27 - Escoamento uniforme (exercícios e observações sobre o projeto de canais).

Aula 28 - Ressalto Hidráulico.

Aula 29 - Ressalto Hidráulico; exercícios; energia específica, enunciado das atividades opcionais.

Aula 30 - Orifícios (classificação, deduções, teoria dos grandes orifícios, orifícios afogados, coeficientes de velocidade, contração e vazão).

Aula 31 - Orifícios, comportas e vertedores.

Aula 32 - Orifícios, comportas e vertedores: Exercícios.

Aula 33 - Energia Específica (1/2).

Aula 33 - (Energia Específica) (2/2)

Ressalto hidráulico

> NOTAS

PROVA 1

PROVA 2

PROVA 3

TRABALHO

RESULTADO FINAL

---

3) Exercícios:

L3,

Linha de Energia e Linha Piezométrica (Texto, planilha).

L5 - Ler capítulo 5!

4) Bibliografia:

[1] PORTO, R.M. (2006). Hidráulica básica. 4.ed. São Carlos: EESC-USP, 2006. 540p. (Material didático)

[2] PORTO, R.M. (2013). Exercícios de hidráulica básica. 4.ed. São Carlos: EESC-USP, 2013.

[3] SIMÕES, A.L.A.; SCHULZ, H.E.; PORTO, R.M. (2017). Métodos computacionais em hidráulica. EDUFBA.

Ver bibliografia da Aula 1.

[1] [2][3]

Como adquirir [1] e [2]: rodrigo@sc.usp.br; [3] gratuito, disponível no RI UFBA (clique aqui).

Para rever temas de Mecânica dos Fluidos e Fenômenos de Transporte, ler

FOX, R.W.; MCDONALD, A.T. (2001). Introdução à mecânica dos fluidos. LTC, 5ª ed. 504 p.

SCHULZ, H.E. (2003). O essencial em fenômenos de transporte. EESC/USP, 382p.

SHAMES, I.H. (1973). Mecânica dos Fluidos. Vol. 1 e 2, Ed. Edgard Blucher.

STREETER, V.L.; WYLIE, E.B. (1982). Mecânica dos fluidos. McGraw-Hill do Brasil.

WHITE, F. M. (2002). Mecânica dos fluidos. 4a ed. McGraw-Hill.

WHITE, F. M. (2011). Mecânica dos fluidos. 6a ed. McGraw-Hill.