P3-20101

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NOME: No. Matrícula: 
 
CONSULTA LIVRE A LIVROS E CADERNOS PRÓPRIOS 
Testes feitos a lápis não terão revisão 
 
 
1ª. Questão (3,0 pontos): Um tanque de grandes dimensões tem a sua 
superfície livre pressurizada, de forma que a pressão local é P1 = 20 kPa, 
medida em um manômetro. A pressão atmosférica local é Patm = 100 kPa. Ao 
tanque, está conectada uma tubulação de ferro fundido (rugosidade igual à 
0,25 mm) de 10 cm de diâmetro interno e com 
cerca de 50 metros (a ser utilizada em um 
sistema automático de controle de incêndios). 
Para garantir a qualidade do serviço, uma 
bomba de água é utilizada (veja a figura). A 
eficiência mecânica da bomba é de 90% e a 
velocidade na descarga deve ser igual a 20,4 m/s. O coeficiente de perda 
na entrada da tubulação e os dois coeficientes de perda na bomba, na sua 
entrada e saída, valem 0,2, 0,3 e 0,4, respectivamente. Pede-se determinar 
a potência real da bomba (kW) em dois casos: (a - 1 ponto) ignorando as 
perdas menores e maiores na tubulação e (b – 2 pontos) considerando as 
perdas menores e maiores. A diferença de cotas entre a superfície livre e a 
tubulação é de 10 m. Resps: (a) o fluxo de massa vale 160,2 kg/s e a 
potência da bomba é 16 kW (considerando a eficiência de 90%); (b) 
Re 2,04E6
, f = 0,024953, 511,5 kW. 
 
2ª. Questão (3,0 pontos): Desprezando as perdas, determine a pressão no 
ponto 2 do distribuidor de água da figura. 
São dados: Q1 = 0,09 m3/s; Q2 = 0,06 
m3/s, P1 = 150 kPa e P3 = 120 kPa. D1 = D3 
= 150 mm e D2 = 100 mm. A figura é vista 
do alto (as variações de cotas são 
desprezíveis). 
Departamento de Engenharia Mecânica - PUC–Rio 
ENG 1011 - Fenômenos de Transporte 
 
 
 Terceira Prova - 2010.1 
Turma 3SC 
 
 
 
 
 
 
 
 
Resp. P2 = 154,6kPa. 
 
3ª. questão (2 pontos): 14 m3/h de água entram no sistema de distribuição 
da figura. Sabendo-se que a velocidade na seção 3 é o dobro da velocidade 
da seção 2, pede-se determinar as três velocidades envolvidas e os três 
fluxos de massa. 
 
Resp. Os fluxos de massa são: 
1 2 2 2 3 3 3m Q 3,89kg / s m V A 2,06kg / s m V A 1,83kg / s     
 
 
4ª. Questão (2 pontos): Um tanque recebe fluido incompressível (massa 
específica = 1200 kg/m3) à taxa de 50 kg/s. Na saída, temos que a 
velocidade é de 1 m/s e o diâmetro é de 50 cm. O tanque está enchendo, 
esvaziando ou de volume constante? Resp: o tanque está se esvaziando.