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Resolucao 131214192123-phpapp02

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Published on March 9, 2014

Author: e-for-all

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2º Teste de Hidráulica II 2010/2011 Problema 1 a) (2,0 val.) A relação C/C0 cresce com H/H0. Tal deve-se a que, com o aumento da carga hidráulica H em relação à carga de definição geométrica H0, as pressões sobre o paramento da soleira WES tendem a reduzir-se, dando origem a um aumento de velocidade do escoamento sobre a soleira e, consequentemente, a um aumento do coeficiente de vazão, C em relação ao valor C0, que ocorre para H=H0. b) (1,5 val.) O coeficiente de vazão C de um orifício resultante do produto de um coeficiente de contracção por um coeficiente de velocidade, C=Cc Cv. No caso do orifício mencionado, só existe contracção da veia líquida decorrente do contacto com duas arestas (contracção parcial), enquanto no orifício com carga hidráulica H3, a contracção resulta do contacto da veia líquida com 4 arestas (contracção completa), sendo por isso a secção contraída menor e menor o correspondente coeficiente de contracção em relação ao do orifício de fundo. Assim, admitindo que o coeficiente de velocidade não apresenta diferenças significativas entre os dois orifícios, o coeficiente de vazão do orifício de fundo será superior ao do orifício com carga hidráulica H3. Problema 2 (1,5 val.) A expressão a utilizar no caso em apreço é 2q 2 L  H2  h0 0 K Esta expressão não é aplicável para valores de h0 abaixo de um dado limite, pois quando a diferença entre H0 e h0 se torna elevada, as curvaturas das linhas de corrente tornam-se significativas junto da trincheira de jusante e deixam de ser válidas as hipóteses de Dupuit que estiveram subjacentes à dedução da expressão. Na realidade, verifica-se a existência de um valor h0 limite, abaixo do qual o caudal escoado entre as trincheiras não aumenta, ocorrendo uma queda na passagem do escoamento do meio poroso para a trincheira.

2º Teste de Hidráulica II 2010/2011 Problema 3 a) Atendendo à respectiva configuração geral e ao facto de ter pás orientáveis, a turbina representada na Figura 3 é do tipo Kaplan. Os equipamentos ou órgãos assinalados com numerações de 1 a 5 são os seguintes: 1. difusor; 2. distribuidor (ou pá do distribuidor); 3. alternador; 4. evoluta; 5. roda. b) O aproveitamento hidroeléctrico em que se justificaria a utilização da turbina da Figura 3 (Kaplan) é aquele em que a queda varia entre 18 e 10 m. De facto, o A turbina Kaplan utiliza-se para quedas pequenas, da ordem de 40 m ou menos – o que exclui a primeira hipótese. o A turbina Kaplan garante bons rendimentos para variações importantes de caudal, cabendo referir-se que as variações de caudal são possíveis e, geralmente, vantajosas quando a queda varia (neste caso, entre 18 e 10 m). o Para a queda de 18 m e caudal constante, uma turbina hélice de pás fixas poderia garantir igualmente bons rendimentos, apresentando custos de instalação e de manutenção significativamente menores, pelo que a terceira hipótese também se deve excluir. c) Uma turbina pode ficar instalada acima do nível de restituição a jusante quando a altura de aspiração é positiva. A altura de aspiração é dada pela equação hs max  pat tv  H   Para as situações correntes, (p at/ – tv/)  10 m; como H = 14 m, hsmax   4 m, ou seja, a altura de aspiração é negativa. Como a altura de aspiração é negativa, a turbina tem que ser colocada abaixo do nível de restituição a jusante, dizendo-se que funciona em contrapressão. d) De acordo com a Figura 4, c1 > v1(cos 1). Trata-se, por isso, de uma turbina (de reacção) rápida.

2º Teste HII, 15 de Dezembro de 2010 Resolução p. 5 (4,0 val) Caudal escoado por metro de desenvolvimento do canal q    K1 2 K 2 h1  h2  2 h2  h2 2 L1 2 L2  Caudal total escoado na secção onde se conhece a curva de vazão     2, 81 106 3, 31 10 6 Q  70  202  h 2  152  h 2  2  150 2  200  Q  3, 9260  104  1, 2349  106 h 2     (1) A fórmula (1) permite elaborar a seguinte tabela h (m) Q (l/ s) 0.4 0.3921 0.5 0.3920 0.6 0.3919 0.7 0.3917 0.8 0.3916 0.9 0.3915 1 0.3914 Cruzando os valores da tabela anterior com os da curva de vazão fornecida, verifica-se que o caudal escoado é Q  0, 392 l/ s E que a altura do escoamento no canal é h  0, 8 m

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