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CENTRO UNIVERSITÁRIO SENAI CIMATEC DISCIPLINA: MECÂNICA DOS FLUIDOS I TURMA: 20191GRDEMEDIU DATA: 01/04/2021 DISCENTE:____________________________________________________________ AVALIAÇÃO NOTA ORIENTAÇÕES GERAIS: 1. Esta avaliação possui 05 questões; 2. A avaliação é individual, sendo proibida qualquer tipo de comunicação entre os discentes; 3. Desenvolva os cálculos de forma organizada para que seja possível a compreensão do raciocínio aplicado à resolução da situação problema; 4. Questões sem memória de cálculo serão desconsideradas; 5. O arquivo com a resolução deverá ser enviado via classroom obedecendo o prazo de entrega; 6. A pontuação máxima atribuída a essa avaliação será de 10 (dez) pontos. QUESTÕES: 1- (1,0 pts). Uma equação que é utilizada para estimar a vazão em volume, ∨̇, do escoamento no vertedor de uma barragem é onde 𝐶 é uma constante, 𝑔 é a aceleração da gravidade, 𝐵 é a largura do vertedor, 𝐻 é a espessura da lâmina de água que escoa sobre o vertedor e 𝑉 é a velocidade do escoamento de água a montante do vertedor. Esta equação é dimensionalmente homogênea? (Utilizar o sistema MLT) 2- (2,25 pts). Um escoamento em onda de um fluido incompressível em uma superfície sólida segue um modelo senoidal. O escoamento é bidimensional com o eixo x normal à superfície e o eixo y ao longo da parede. O vetor velocidade é dado por: �⃗� (𝑥, 𝑦, 𝑧, 𝑡) = 𝐴𝑠𝑒𝑛 ( 2𝜋𝑡 𝑇 ) ⋅ (𝑥𝑖 + 𝑦𝑗 ) Determine o vetor aceleração total do escoamento. 3- (2,0 pts). Os dois tanques A e B estão conectados por meio de um manômetro. Se uma quantidade de óleo queimado for colocada no tanque A a uma profundidade de mh 25,1= , determine a pressão do ar capturado no tanque B. O ar também é capturado na linha CD, conforme mostrado na figura. Considere 3900 mkgóleo = e o 31000 mkgágua = . 23 2 2 2 += g V HBgC CENTRO UNIVERSITÁRIO SENAI CIMATEC 4- (2,5 pts). Em uma unidade industrial, um equipamento mecânico possui uma fita fina e larga, com espessura “e” e com largura “b” que está sendo puxada pela ação de uma força "𝐹". Esta fita atravessa uma fenda estreita de dimensões “a.c”, a uma velocidade constante 𝑉0, conforme apresentando no esquema da figura. Adotando que na passagem pela fenda a fita está sendo lubrificada em ambos os lados por óleos com viscosidades 𝜇2 (lado superior) e 𝜇1 (lado inferior), e que há relações para as viscosidades dadas por 𝜇1 = 𝜇 e 𝜇2 = 𝑘 ⋅ 𝜇. Pedem-se: a) Apresentar as expressões das tensões de cisalhamento 1 e 2 no óleo em cada uma das faces da fita em função de a, e, 𝜇, 𝑉0, 𝛿 e 𝑘; b) Estabelecer uma equação que permita calcular o valor da força F em função das seguintes variáveis: a, e, , 𝑉0, e 𝑘; c) Determinar uma expressão para de modo que a força F seja mínima; d) Calcular o valor da força F mínima para os seguintes valores das variáveis: a = 2mm; b = 50mm; c = 100mm; e = 0,2mm; 𝜇 = 2 × 10−2𝑃𝑎 ⋅ 𝑠; 𝑘 = 4 e 𝑉0 = 1𝑚 𝑠⁄ . Dados: Considerar a distribuição de velocidades como lineares nos escoamentos de óleo. 5- (2,25 pts). A água em A possui uma temperatura de 15 °C e escoa pela superfície superior da placa C. O perfil de velocidade é aproximado como 𝑢𝐴(𝑦) = 10 𝑠𝑒𝑛 (2,5𝜋𝑦) m/s, onde y está em metros. Abaixo da placa, a água em B tem uma temperatura de 60 °C e um perfil de velocidade 𝑢𝐵(𝑦) = 4 × 103(0,1𝑦 − 𝑦2), onde y está em metros. Determine a força resultante por unidade de comprimento da placa C que o fluxo exerce sobre a placa devido ao atrito viscoso. A placa possui m3 de largura. Viscosidade da água à 15°C 1,15 × 10−3 𝑁 ⋅ 𝑠 𝑚2⁄ Viscosidade da água à 60°C 0,470 × 10−3 𝑁 ⋅ 𝑠 𝑚2⁄
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