MINISTÉRIO DA
EDUCAÇÃO E CULTURA
UNIVERSIDADE FEDERAL DE OURO PRETO
ESCOLA DE MINAS
1
PROGRAMA DE DISCIPLINA
Código
Disciplina
CIV 224
HIDRÁULICA I
Unidade
Departamento
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL
Teórica
Carga Horária
Semanal
Prática
02
Total
02
04
Pré-requisitos
Pré-requisitos
1
ESCOLA DE MINAS
4O PERÍODO
2
3
4
Duração/Semana
No de Créditos
15 (18 semanas)
Carga Horária Semestral
03
60 = 72 horas-aulas
EMENTA
Conceitos fundamentais de hidráulica. Hidrostática. Teorema de Bernoulli e Aplicações (Venturi,
diagragma (Diafragma), Pitot). Escoamento em condutos sob pressão: perdas de carga
distribuída e localizada; dimensionamento; condutos equivalentes; distribuição em marcha; golpe
de aríete. Instalações de recalque: bombas. Turbinas. Práticas de laboratório.
Cursos para os quais é ministrada
1
Período
Engenharia Civil
5
o
Natureza
obrigatória
2
3
4
5
6
Aprovado pela Assembléia do DECIV
Aprovado pelo Colegiado de Curso
Rsolução CEPE:
DATA:
DATA:
DATA:
_____________________
_____________________
_____________________
Presidente da Assembléia
Presidente do Colegiado
Presidente do CEPE
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2
PROGRAMA ANALÍTICO DAS AULAS DE PRELEÇÃO
Referências
Bibliográficas
N Aulas
Acumuladas
01
01,02,03,05, 10
01
02
01,02,04,06,
07,11,12,13, 14
03
02
01,03,06,07, 12
05
02
01,02,03,04,
05,06,07,12,
13,14
07
01
01,02,03,04,
05,06,07,12,
13,14
08
01
01,02,03,05,
06,14
09
04
01,02,03,
05,06,07,14
13
03
03,04,06,07
16
02
03,05,08,09
18
02
03,05,08,09
20
o
Unidades e Assuntos
1. Generalidades
1.1. Objetivos do curso. Divisões da hidráulica. Bibliografia.
1.2. Revisão de alguns conceitos fundamentais: propriedades
físicas dos fluidos; vazão; regimes de escoamento;
experiência de Reynolds; equações de conservação.
2. Hidrostática
2.1. Equação fundamental da hidrostática. Esforços sobre
superfícies submersas. Manometria.
3. Escoamento em condutos forçados
3.1. Introdução. Perda de carga distribuída: fórmula
fundamental; perda de carga unitária; fórmula universal;
condutos hidraulicamente lisos e rugosos; expressões
para o fator de atrito; diagramas de Moody e Rouse;
fórmulas práticas.
3.2. Perda de carga localizada: teorema de Borda; equação
geral das perdas de carga localizadas; comprimentos
equivalentes - método dos comprimentos virtuais.
3.3. Dimensionamento de adutoras. Linhas de carga. Pressão
absoluta e pressão efetiva. Posição da canalização em
relação às linhas de carga.
3.4. Sistemas de tubulações: condutos equivalentes; condutos
em série e em paralelo; associação mista; problema dos
dois reservatórios (reservatório de compensação);
problema de Bélanger. Canalização com vazão variável:
distribuição em marcha.
4. Golpe de Aríete
4.1. Ocorrência e descrição do fenômeno. Velocidade de
propagação das ondas de pressão nas canalizações celeridade. Quantificação do golpe. Sistemas de proteção.
5. Bombas e Sistemas de Recalque
5.1. Introdução - sistemas de recalque. Classificação das
bombas. Principais órgãos constitutivos de uma turbobomba. Tipos de rotores. Classificação das turbobombas
quanto a: i) trajetória do líquido dentro do rotor; ii) número
de bocas de sucção do rotor; iii) número de rotores dentro
da carcaça; iv) posicionamento do eixo; e v) pressão
desenvolvida.
5.2. Princípio de funcionamento de uma bomba centrífuga.
Instalação de bombeamento típica. Alturas geométrica e
manométrica. Potência dos conjuntos elevatórios.
o
N de
Aulas
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ESCOLA DE MINAS
5.3. Escolha da bomba: seqüência de operações para o cálculo
e a escolha da bomba; material da canalização; vazão;
diâmetros econômicos - fórmulas de Bresse e da ABNT.
Medição direta da altura manométrica. Rendimentos a
03
03,05,08,09
considerar em uma bomba: hidráulico, volumétrico e
mecânico; rendimento global. Potência necessária ao
acionamento das bombas. Potência instalada. Escolha
primária da bomba - gráficos de seleção.
5.4. Cavitação: natureza do fenômeno; altura de colocação das
03,05,06,08,
bombas; coeficiente de cavitação; velocidade específica.
02
09
NPSH disponível e NPSH requerido.
5.5. Curvas características das bombas centrífugas. Curvas
02
03,05,08,09
características das canalizações.
5.6. Associações de bombas e tubulações. (Item inexistente no
01
03,05,08,09
programa oficial)
6. Turbinas
6.1. Generalidades sobre as turbinas hidráulicas. Principais
órgãos componentes (rotor e distribuidor). Classificação
02compl.,
02
das turbinas hidráulicas: turbinas de ação (Pelton);
03,05,09
turbinas de reação (Francis, Hélice e Kaplan)
3
23
25
27
28
30
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4
AULAS PRÁTICAS
(Laboratório e Exercícios)
o
N de
Aulas
N de
Aulas
Acumuladas
02
02
01
03
02
05
02
7
05. Perda de carga localizada.
01
08
06. Dimensionamento de adutoras.
02
10
01
11
08. Problema dos dois e três reservatórios.
02
13
09. Distribuição em marcha.
01
14
10. Golpe de aríete.
02
16
02
18
02
20
13. Manometria.
01
21
14. Pitometria.
01
22
02
24
02
26
02
28
02
30
o
Tópicos e Assuntos
Exercícios de Aplicação
01. Equações de conservação.
02. Esforços dos líquidos em equilíbrio hidrostático sobre superfícies planas
submersas.
03. Esforços dos líquidos em equilíbrio hidrostático sobre superfícies
submersas curvas.
04. Perda de carga distribuída em condutos forçados.
07. Condutos equivalentes e associações de condutos em série e em
paralelo.
11. Bombas - dimensionamento das canalizações de sucção e recalque e
escolha do conjunto motor e bomba.
12. Associação de bombas e tubulações.
Laboratório:
15. Calibração de medidor diafragma - aquisição de dados experimentais,
traçado da curva de calibração e obtenção dos parâmetros do modelo
matemático por meio de análises gráfica e numérica.
16. Perda de carga em condutos forçados.
17. Golpe de aríete.
18. Levantamento da curva altura manométrica versus vazão e da curva de
potência de uma bomba
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5
BIBLIOGRAFIA
N
O
DA
TÍTULO DA OBRA
REFERÊNCIA
AUTOR
Bibliografia Básica
Rodrigo de Melo Porto –
01
Hidráulica Básica
02
Manual de Hidráulica – Vol. 1.
Azevedo Netto e Alvarez
03
Manual de Hidráulica – Vol. 2.
Azevedo Netto e Alvarez
04
Fundamentos de Sistemas de Engenharia
Hidráulica
EESC/USP
N. H. C. Hwang
05
Curso de Hidráulica
06
Fundamentos de Engenharia Hidráulica
07
Manual de Hidráulica Geral
A. Lencastre
08
Instalações Elevatórias. Bombas
D. F. Carvalho
09
Bombas e Instalações de Bombeamento
A. J. Macintyre
10
Mecânica dos Fluidos e Hidráulica
R. Giles
11
Curso de Hidráulica Geral
C. F. Pimenta
12
Hidráulica Geral
Paschoal Silvestre
13
Elementos de Mecânica dos Fluidos: Hidráulica
Geral
E. Trindade Neves
Márcio Baptista e Márcia
Lara
L. N. Garcez
Bibliografia Complementar
Daugherty, Franzini &
01
Fluid Mechanics with Engineering Applications
02
Usinas Hidrelétricas - Turbina
D. F. Carvalho
03
Hidráulica
Balloffet
04
Elementos de Hidráulica General y Aplicada
Sanjuán
Finnemore