Mecanica dos fluidos3

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Luciano Fernando DreherEngenharia Civil (1641284)
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GABARITO | Avaliação Final (Objetiva) - Individual Semipresencial (Cod.:691196)
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Peso da Avaliação3,00
Prova37916954
Qtd. de Questões12
Acertos/Erros12/0
Nota10,00
1Na análise do sistema de escoamento de fluidos em tubulações, as perdas de pressão normalmente são expressas em termos da altura equivalente da coluna de fluido, chamada de perda de carga (hL). Com base nos conceitos envolvendo o cálculo de perda de carga ou queda de pressão no escoamento, analise as sentenças a seguir:
I- A perda de carga é causada pela viscosidade e está relacionada diretamente à tensão de cisalhamento na parede do tubo.
II- A perda de carga representa a altura adicional a que o fluido precisa ser elevado por uma bomba para superar as perdas por atrito do tubo.
III- Depois que a queda de pressão (ou perda de carga) for conhecida, a potência de bombeamento necessária para superar a perda de energia do fluido pode ser determinada.
Assinale a alternativa CORRETA:
A
Somente a sentença II está correta.
B
Somente a sentença III está correta.
C
Somente a sentença I está correta.
D
As sentenças I, II e III estão corretas.
2Os problemas práticos de Engenharia, envolvendo escoamento de fluidos que demandam o uso do diagrama de Moody ou equações empíricas para cálculo do fator de atrito de Darcy (fD), podem ser classificados de acordo com os parâmetros conhecidos e os parâmetros que necessitam de cálculo. Com base nos problemas típicos de dimensionamento na mecânica dos fluidos, avalie as asserções a seguir e a relação proposta entre elas:
I- Se o diâmetro, comprimento da tubulação e perda de carga total no sistema são conhecidas, é necessário calcular a velocidade do escoamento.
PORQUE
II- Com a velocidade do escoamento estabelecida, é possível determinar a vazão volumétrica com o diâmetro conhecido da tubulação.
Assinale a alternativa CORRETA:
A
As asserções I e II são proposições falsas e a asserção II não é uma justificativa correta da asserção I.
B
A asserção I é uma proposição falsa e a asserção II é uma proposição verdadeira.
C
As asserções I e II são proposições verdadeiras e a asserção II é uma justificativa correta da asserção I.
D
A asserção I é uma proposição verdadeira e a asserção II é uma proposição falsa.
3A deflexão no tubo manômetro é de "h" metros quando a pressão no tanque é de 150 kPa absoluta, conforme ilustrado na figura a seguir. O líquido manométrico é mercúrio (densidade = 13600kg/m³). Se o líquido manométrico for substituído por óleo (densidade = 800 kg/m³) e a pressão no tanque for mantida constante, o que acontecerá com o valor "h" da deflexão no tubo do manômetro? Assinale a alternativa CORRETA:
A
A deflexão "h" aumentará, pois o óleo tem peso específico menor do que o mercúrio, necessitando de uma deflexão de coluna maior para equilibrar a pressão no tanque.
B
A deflexão "h" diminuirá, pois o óleo é, geralmente, mais viscoso do que o mercúrio.
C
A deflexão "h" diminuirá, pois o óleo tem peso específico maior do que o mercúrio, necessitando de uma deflexão de coluna menor para equilibrar a pressão no tanque.
D
A deflexão "h" permanecerá constante, pois a densidade do líquido não influencia a deflexão da altura da coluna do líquido a dada pressão.
4Em sistemas de escoamento de fluidos (gases ou líquidos) é muito comum ser necessário adicionar-se energia para manter o escoamento. Bombas e compressores são exemplos de equipamentos que fornecem energia aos fluidos. Suponha que, em uma estação de tratamento de efluentes que opera em uma indústria, uma das bombas centrífugas usadas para garantir o escoamento do efluente está apresentando cavitação. O fabricante da bomba forneceu a curva da bomba e o NPSH requerido para a operação dessa bomba. Tendo em vista essa situação, analise as sentenças a seguir:
I- Se há cavitação, significa que o NPSH disponível do sistema nas condições de operação é superior ao NPSH requerido da bomba indicado pelo fabricante.
II- Pode-se solucionar o problema de cavitação aumentando-se a rotação da bomba ou a vazão.
III- O NPSH pode ser definido como a diferença entre a carga estática na entrada da sucção e a carga correspondente à pressão de vapor do líquido na entrada da bomba.
Assinale a alternativa CORRETA:
A
As sentenças I e II estão corretas.
B
Somente a sentença III está correta.
C
Somente a sentença II está correta.
D
As sentenças I e III estão corretas.
5A equação da continuidade é uma aplicação do princípio de conservação da massa ao escoamento de fluidos. Considere uma tubulação com 50 cm de diâmetro interno que conduz líquido em regime permanente de escoamento, com velocidade média de 0,96m/s. Qual é a vazão volumétrica, em m³/min, do escoamento? Assinale a alternativa CORRETA:
A
0,754 m³/min.
B
11,31 m³/min.
C
0,1885 m³/min.
D
45,24 m³/min.
6Quando um fluido se move com relação a um sólido ou quando dois fluidos se movem um em relação ao outro, temos a influência de uma propriedade importante dos fluidos chamada viscosidade. Sobre o que expressa a viscosidade de um fluido, analise as sentenças a seguir:
I- Representa a força interna de um fluido que promove o seu movimento.
II- Representa a resistência interna de um fluido ao movimento.
III- Representa a velocidade constante de escoamento de um fluido.
Assinale a alternativa CORRETA:
A
Somente a sentença I está correta.
B
As sentenças I e III estão corretas.
C
As sentenças II e III estão corretas.
D
Somente a sentença II está correta.
7As bombas dinâmicas operam transferindo energia cinética de um impelidor ou rotor para o fluido. Uma parte dessa energia é convertida em energia de pressão na saída da máquina hidráulica. As bombas centrífugas são o tipo mais comum e mais utilizado de bombas dinâmicas. Com base nos dois sistemas apresentados, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas:
(    ) O eixo da bomba transmite a potência do motor elétrico ao rotor ou impelidor da bomba.
(    ) Todas as bombas centrífugas são fabricadas com um tamanho padrão de carcaça que admite a instalação de um rotor com diâmetro único.
(    ) A carcaça da bomba é a parte estacionária que envolve o rotor ou impelidor.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:
A
V - F - V.
B
V - V - F.
C
F - V - F.
D
F - F - V.
8A reologia estuda o comportamento de fluidos com base na taxa de deformação ou taxa de cisalhamento causada por uma tensão de cisalhamento aplicada. Com base no comportamento reológico de fluidos Newtonianos e não Newtonianos, indicado nos gráficos, de acordo com a classificação do fluido, associe os itens, utilizando o código a seguir:
A
I - II - III.
B
III - I - II.
C
II - III - I.
D
II - I - III.
9A equação de Bernoulli possui algumas limitações com relação a sua aplicação em escoamento de fluidos. Com base neste conceito, avalie as asserções a seguir e a relação proposta entre elas:
I- Uma das hipóteses usadas na dedução da equação de Bernoulli é que a densidade do fluido (ou massa específica) seja constante ao longo do escoamento.
PORQUE
II- Os efeitos de compressibilidade em líquidos são desprezíveis, satisfazendo assim a condição de densidade (ou massa específica) constante.
Assinale a alternativa CORRETA:
A
As asserções I e II são proposições verdadeiras e a asserção II é uma justificativa correta da asserção I.
B
A asserção I é uma proposição falsa e a asserção II é uma proposição verdadeira.
C
As asserções I e II são proposições falsas e a asserção II não é uma justificativa correta da asserção I.
D
A asserção II é uma proposição falsa e a asserção I é uma proposição verdadeira.
10No escoamento de líquidos pode ocorrer a redução da pressão local na linha de sucção ou dentro da bomba centrífuga. Se a pressão na sucção reduzir a um valor abaixo da pressão de vapor (saturação) do líquido na dada temperatura, o líquido ferve e forma as bolhas de cavitação nestes locais. Estas bolhas sofrem colapso (implosão) quando atingem regiões de pressões maiores dentro da bomba, o que prejudicaa operação do sistema e danifica a bomba. Com objetivo de evitar o fenômeno da cavitação do fluido, um engenheiro propõe algumas ações. Sobre essas ações, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas:
(    ) O líquido deve sempre escoar na maior temperatura possível, pois quanto maior a temperatura, maior a pressão de vapor (saturação) e menor a chance do líquido evaporar e cavitar.
(    ) Se o sistema possui uma altura de sucção negativa (reservatório de sucção está abaixo do nível da bomba), esta altura de sucção deve ser a menor possível para reduzir a possibilidade de ocorrer cavitação.
(    ) Utilizar o diâmetro da tubulação da sucção maior do que o diâmetro da tubulação do recalque (descarga).
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:
A
V - V - F.
B
F - F - V.
C
F - V - V.
D
V - F - F.
11(ENADE, 2019) O fator de atrito é parâmetro importante a ser avaliado no escoamento de fluidos em tubulações para determinação da perda de carga do sistema e depende do tipo de escoamento e da rugosidade do tubo. Em 1939, Cyril F. Colebrook combinou dados disponíveis para o escoamento de transição e turbulento, tanto para tubulações lisas quanto para rugosas, e criou uma relação implícita denominada de equação de Colebrook. Posteriormente, Lewis F. Moody elaborou o diagrama de Moody, reunindo os cálculos do fator de atrito para o escoamento em um tubo como uma função do número de Reynolds e da rugosidade relativa. O diagrama de Moody é apresentado na figura do Anexo. Com base no diagrama de Moody e nas informações apresentadas, analise as afirmativas a seguir:
I- Para o escoamento laminar, o fator de atrito depende do número de Reynolds, sendo independente da rugosidade da superfície.
II- Para superfícies lisas, a rugosidade relativa é nula, logo, o fator de atrito é zero.
III- Para números de Reynolds muito grandes, as curvas de fator de atrito correspondentes às curvas de rugosidade relativas especificadas são praticamente horizontais, tornando o fator de atrito independente do número de Reynolds nessa região.
Assinale a alternativa CORRETA:
A
As afirmativas I e II estão corretas.
B
Somente a afirmativa III está correta.
C
Somente a afirmativa II está correta.
D
As afirmativas I e III estão corretas.
Diagrama de Moody
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12(ENADE, 2011) Os fluidos não newtonianos possuem destaque em diversas aplicações para a indústria do petróleo, como, por exemplo, no uso de fluidos de perfuração e de completação. A Figura 1 apresenta o comportamento reológico de várias classes de fluidos, newtonianos e não newtonianos. Um determinado fluido tem seu comportamento reológico descrito na Figura 2. Analise o gráfico da Figura 2 que apresenta o comportamento da tensão cisalhante em função da taxa de deformação e selecione a opção que representa a classificação deste fluido. Assinale a alternativa CORRETA:
A
Fluido de Bingham.
B
Fluido Dilatante.
C
Fluido de Herschel-Bulkley.
D
Fluido pseudoplástico.