Uma usina hidrelétrica é sem dúvidas uma das mais grandiosas obras da engenharia civil. Sendo que em um Relatório de Impacto Ambiental (RIMA) de uma usina hidrelétrica, estão identificados 4 impactos ambientais diretos, dos quais seis estão enumerados no quadro a seguir.
Sabendo as seguintes informações da usina:
  • potência total de cada turbina instalada =315 MW;
  • energia de transição removida de 70 m ;
  • diâmetro dos condutos forçados =12,0 m,
  • Rendimento do conjunto turbina + gerador =90 %
  • Peso específico da água 10000 N / m^3.

Impactos Ambientais

Descriçăo dos impactos ambientais
Desarecimento de locais históricos
Erosão das margens
Aumento de produção de resíduos e poluição <br> das águas e do solo
Assoreamento do reservatório (acúmulo de se- <br> dimentos)
UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE
ESCOLA DE CIÊNCIAS E TECNOLOGIA
Disciplina: ECT2413 - Mecânica dos Fluidos
CIÊNCIAS &
TECNOLOGIA
Prof ^a Dr^a Camila Pacelly Brandão de Araújo
Determine a velocidade da água na tubulação forçada que transforma energia mecânica em elétrica.

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício sobre a velocidade da água na tubulação forçada de uma usina hidrelétrica. A gente vai usar conceitos de Mecânica dos Fluidos e Energia Hidráulica. Para isso, vamos precisar das informações sobre a potência da turbina, o rendimento, o peso específico da água, a altura de transição e o diâmetro da tubulação.

Passo 2

Primeiro, vamos calcular a vazão ($ Q $) da água. A vazão é a quantidade de água que passa pela tubulação por segundo. A fórmula que vamos usar é:
Q
Onde:
  • $ P $ é a potência ( P = eta cdot gamma cdot Q cdot h )
  • $ \eta $ é o rendimento ( P )
  • $ \gamma $ é o peso específico da água ( 315 times 10^6 , W)
  • $ h $ é a altura de transição ( eta )
Rearranjando a fórmula para encontrar $ Q $:
0,9
Substituindo os valores:
gamma

Passo 3

Agora, vamos calcular a área da tubulação ($ A $). Como a tubulação é circular, usamos a fórmula da área de um círculo:
A
Onde:
  • $ d $ é o diâmetro da tubulação ( A = pi cdot d^24 )
Substituindo os valores:
d

Passo 4

Finalmente, vamos encontrar a velocidade da água ($ v $) na tubulação. A velocidade é a vazão dividida pela área:
v
Substituindo os valores que encontramos:
v = QA

Resposta

A velocidade da água na tubulação forçada é aproximadamente 4,42 metros por segundo.

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