Descrição

Engenharia hidráulica aborda, de maneira clara e objetiva, os princípios básicos da disciplina, além de temas como tubulações, bombas de água, hidráulica de águas subterrâneas, estruturas hidráulicas e métodos estatísticos da hidrologia.

O equilíbrio na apresentação de conceitos teóricos e aplicações práticas é o destaque desta quarta edição de Engenharia hidráulica, que está ainda mais didática e consistente. Exemplos e ilustrações, vistos ao longo de toda a obra, também são essenciais para enriquecer o aprendizado.

Voltado para alunos de engenharia - principalmente hidráulica, civil, mecânica e ambiental -, este livro é uma excelente referência também para profissionais que desejam rever conceitos básicos e suas aplicações nos sistemas de engenharia hidráulica.

Prefácio – ix
Agradecimentos – xiii
Introdução – xvii

1. Propriedades fundamentais da água – 1
1.1. A atmosfera e a pressão atmosférica da Terra – 1
1.2. As três fases da água – 1
1.3. Massa (densidade) e peso (peso específico) – 2
1.4. Viscosidade da água – 4
1.5. Tensão superficial e capilaridade – 5
1.6. Elasticidade da água – 6
1.7. Forças em um campo fluido – 6
Problemas – 7

2. Pressão da água e forças de pressão – 9
2.1. A superfície livre da água – 9
2.2. Pressão absoluta e pressão manométrica – 9
2.3. Superfícies de mesma pressão – 11
2.4. Manômetros – 12
2.5. Forças hidrostáticas sobre superfícies planas – 13
2.6. Forças hidrostáticas sobre superfícies curvas – 17
2.7. Flutuabilidade – 19
2.8. Estabilidade da flutuação – 19
Problemas – 22

3. Escoamento da água em tubos – 30
3.1. Descrição do escoamento em tubos – 30
3.2. O número de Reynolds – 30
3.3. Forças no escoamento dos tubos – 32
3.4. Energia no escoamento dos tubos – 33
3.5. Perda de altura devida ao atrito no tubo – 35
3.5.1. Fator de atrito no fluxo laminar – 35
3.5.2. Fator de atrito no fluxo turbulento – 36
3.6. Equações empíricas para a perda da carga de atrito – 40
3.7. Perda de carga de atrito - relações de descarga – 41
3.8. Perda de carga em contrações de tubos – 42
3.9. Perda de carga em expansões de tubos – 45
3.10. Perda de carga na curvatura de tubos – 45
3.11. Perda de carga em válvulas de tubos – 46
3.12. Método de tubos equivalentes – 49
3.12.1. Tubos em série – 49
3.12.2. Tubos em paralelo – 49
Problemas – 51

4. Tubulações e redes de tubos – 54
4.1. Tubulações conectando dois reservatórios – 54
4.2. Cenários de pressão negativa (tubulações e bombas) – 56
4.3. Sistemas de tubos ramificados – 59
4.4. Redes de tubos – 64
4.4.1. O método de Hardy-Cross – 64
4.4.2. O método de Newton – 72
4.5. Fenômeno do martelo d’água em tubulações – 74
4.6. Tanques de compensação – 80
Problemas – 82

5. Bombas de água – 91
5.1. Bombas centrífugas (fluxo radial) – 91
5.2. Bombas propulsoras (fluxo axial) – 94
5.3. Bombas a jato (fluxo misto) – 96
5.4. Curvas características da bomba centrífuga – 97
5.5. Bomba simples e análise de tubulações – 98
5.6. Bombas em paralelo ou em série – 100
5.7. Bombas e tubos ramificados – 103
5.8. Bombas e redes de tubos – 104
5.9. Cavitação em bombas de água – 106
5.10. Velocidade específica e semelhança entre bombas – 108
5.11. Escolha da bomba – 109
Problemas – 112

6. Fluxo de água em canais abertos – 118
6.1. Classificações de fluxos em canais abertos – 119
6.2. Fluxo uniforme em canais abertos – 119
6.3. Eficiência hidráulica de seções de canais abertos – 125
6.4. Princípios de energia em fluxos de canais abertos – 126
6.5. Saltos hidráulicos – 131
6.6. Fluxo gradualmente variado – 132
6.7. Classificações de fluxos gradualmente variados – 133
6.8. Cálculo de perfis da superfície da água – 135
6.8.1. Standard step method – 135
6.8.2. Direct step method – 137
6.9. Projeto hidráulico de canais abertos – 142
6.9.1. Canais não revestidos – 143
6.9.2. Canais com limites rígidos – 144
Problemas – 145

7. Hidráulica de águas subterrâneas – 149
7.1. Movimento das águas subterrâneas – 150
7.2. Fluxo radial estável para um poço – 152
7.2.1. Fluxo radial estável em aquíferos confinados – 153
7.2.2. Fluxo radial estável em aquíferos não confinados – 154
7.3. Fluxo radial instável para um poço – 155
7.3.1. Fluxo radial instável em aquíferos confinados – 155
7.3.2. Fluxo radial instável em aquíferos não confinados – 157
7.4. Determinação em campo das características dos aquíferos – 159
7.4.1. Teste de equilíbrio em aquíferos confinados – 159
7.4.2. Teste de equilíbrio em aquíferos não confinados – 160
7.4.3. Teste de desequilíbrio – 162
7.5. Fronteiras de aquíferos – 164
7.6. Investigações de superfície de águas subterrâneas – 168
7.6.1. Método da resistividade elétrica – 168
7.6.2. Métodos de propagação de ondas sísmicas – 168
7.7. Invasão da água do mar em áreas costeiras – 169
7.8. Infiltração em fundações de barragens – 172
7.9. Infiltração em barragens de terra – 175
Problemas – 176

8. Estruturas hidráulicas – 182
8.1. Funções das estruturas hidráulicas – 182
8.2. Barragens: funções e classificações – 183
8.3. Estabilidade das barragens de gravidade e em arco – 184
8.3.1. Barragens de gravidade – 184
8.3.2. Barragens em arco – 186
8.4. Pequenas barragens de aterro – 187
8.5. Vertedouros – 189
8.6. Vertedouro livre de lâmina aderente – 192
8.7. Vertedouros de canais laterais – 195
8.8. Vertedouros em sifão – 196
8.9. Bueiros – 198
8.10. Bacias de dissipação – 200
Problemas – 203

9. Medidas de pressão de água, velocidade e descarga – 208
9.1. Medições de pressão – 208
9.2. Medições de velocidade – 210
9.3. Medição da descarga em tubos – 211
9.4. Medições de descarga em canais abertos – 214
9.4.1. Vertedores de soleira delgada – 214
9.4.2. Vertedores de soleira espessa – 216
9.4.3. Calhas Venturi – 217
Problemas – 222

10. Semelhança hidráulica e estudos de modelos – 225
10.1. Homogeneidade dimensional – 225
10.2. Princípios da semelhança hidráulica – 226
10.3. Fenômenos governados por forças viscosas: lei do número de Reynolds – 229
10.4. Fenômenos governados pelas forças da gravidade: lei do número de Froude – 230
10.5. Fenômenos governados pela tensão de superfície: lei do número de Weber – 231
10.6. Fenômenos governados por forças gravitacionais e forças viscosas – 231
10.7. Modelos para corpos flutuantes e submersos – 232
10.8. Modelos de canais abertos – 233
10.9. O teorema Pi – 234
Problemas – 236

11. Hidrologia para projetos hidráulicos – 240
11.1. O ciclo hidrológico – 240
11.2. Precipitação – 243
11.3. Tempestade projetada – 247
11.4. Escoamento de superfície e correntes de fluxo – 251
11.5. Relações chuvas-escoamento: o hidrograma unitário – 252
11.6. Relações chuva-vazão: procedimentos do Serviço de Conservação do Solo (SCS) – 257
11.6.1. Perdas e excessos da chuva – 257
11.6.2. Tempo de concentração – 259
11.6.3. Hidrograma unitário sintético do SCS – 261
11.6.4. Hidrograma de projeto do SCS – 263
11.7. Roteamento de armazenamento – 264
11.8. Projeto hidráulico: o método racional – 270
11.8.1. Projeto de sistemas de coleta de águas pluviais – 271
11.8.2. Projeto de tubos de águas pluviais – 273
Problemas – 276

12. Métodos estatísticos na hidrologia – 285
12.1. Conceitos de probabilidade – 285
12.2. Parâmetros estatísticos – 286
12.3. Distribuições de probabilidade – 288
12.3.1. Distribuição normal – 288
12.3.2. Distribuição log-normal – 288
12.3.3. Distribuição Gumbel – 288
12.3.4. Distribuição log-Pearson do tipo III – 289
12.4. Período de retorno e risco hidrológico – 290
12.5. Análise de frequência – 291
12.5.1. Fatores de frequência – 291
12.5.2. Teste de aderência – 293
12.5.3. Limites de confiança – 294
12.6. Análise de frequência usando gráficos de probabilidade – 296
12.6.1. Gráficos de probabilidade – 296
12.6.2. Posições de plotagem – 296
12.6.3. Plotagem de dados e distribuição teórica – 297
12.6.4. Estimativa de magnitudes futuras – 298
12.7. Relação intensidade-duração-frequência das chuvas – 298
12.8. Aplicabilidade dos métodos estatísticos – 299
Problemas – 301

Apêndice – 305
Simbologia – 307
Respostas para problemas selecionados – 309
Índice – 313

Autores: Robert J. Houghtalen, Ned H. C. Hwang e A. Osman Akan
Ano: 2013
Número de Páginas: 336
Tamanho: 20,5 x 27,5 cm
Editora: Pearson Education
Acabamento: Brochura
ISBN: 978-85-8143-088-1