Teste Pós-Aula 2a_ Revisão da tentativa3

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Painel / Meus cursos / Hidraulica_2021.2 / MÓDULO 2 - Perda de carga distribuída / Teste Pós-Aula 2a
Iniciado em Thursday, 4 Nov 2021, 11:37
Estado Finalizada
Concluída em Thursday, 4 Nov 2021, 12:49
Tempo
empregado
1 hora 12 minutos
Avaliar 1,50 de um máximo de 1,50(100%)
Questão 1
Correto
Atingiu 0,05 de 0,05
Questão 2
Correto
Atingiu 0,05 de 0,05
A equação de Swamee-Jain fornece uma solução aproximada para equação de ColeBrooke-White válida para qualquer combinação de
rugosidade relativa e número de Reynolds.
Escolha uma opção:
Verdadeiro
Falso 
De acordo com Porto (2004), a equação aproximada de Swamee-Jain, que fornece o valor do fator de atrito, é válida para os seguintes
intervalos:
rugosidade relativa: 10  ≤ ε/D ≤ 10 ; e
número de Reynolds: 5x10  ≤ Re ≤ 10 .
A resposta correta é 'Falso'.
-6 -2
3 8
A equação de Prandtl permite o cálculo do fator de atrito no escoamento de turbulência completa (totalmente rugoso).
Escolha uma opção:
Verdadeiro
Falso 
A equação de Prandtl foi desenvolvida para escoamento turbulento, porém com a premissa de parede lisa.
Posteriormente, com os dados do experimento de Nikuradse, foi possível desenvolver outra equação, a partir de Prandtl, que considera a
rugosidade da parede.
A resposta correta é 'Falso'.
http://177.153.50.3/moodle/my/
http://177.153.50.3/moodle/course/view.php?id=20
http://177.153.50.3/moodle/course/view.php?id=20&section=5
http://177.153.50.3/moodle/mod/quiz/view.php?id=1320
Questão 3
Correto
Atingiu 0,05 de 0,05
Em escoamentos de turbulência completa (totalmente rugoso), apenas o número de Reynolds é necessário para o cálculo do fator de atrito f.
Escolha uma opção:
Verdadeiro
Falso 
A equação de Colebrooke-White,
, é utilizada para cálculo do fator de atrito em escoamento turbulentos. 
Para escoamentos de turbulência completa, a segunda parcela do argumento da função logarítmica (lado direito da equação acima) é
desprezível. Então a equação pode ser aproximada para
Portanto, nesse caso, o fator de atrito é função apenas da rugosidade relativa. 
A resposta correta é 'Falso'.
= −2, 0 log( + )
1
f
ε/D
3, 71
2, 51
Re f
−−√
= −2, 0 log
1
f
−−√
ε/D
3, 71
Questão 4
Correto
Atingiu 0,10 de 0,10
A equação
é aplicada para que regime de escoamento? 
Obs.: Escolha a resposta mais abrangente possível.
Escolha uma opção:
a. Turbulento de rugosidade transicional
b. Todos
c. Turbulento com grandes diâmetros
d. Turbulento completo (totalmente rugoso)
e. Turbulento com pequenos diâmetros
f. Turbulento liso 
g. Laminar
f = 0, 316Re−1/4
Sua resposta está correta.
A fórmula de Blasius, definida por
é uma aproximação da fórmula de Prandtl
, aplicada para obtenção do valor do fator de atrito f de escoamentos turbulentos em tubos lisos.
 
A resposta correta é: Turbulento liso
f = 0, 316Re−1/4
= 2, 0log(Re ) − 0, 8
1
f
−−√
f
−−√
Questão 5
Correto
Atingiu 0,15 de 0,15
Classifique o escoamento no interior de uma tubulação com Re = 1,1x10 e ε/D = 0,026.
a. Laminar, com f=64/Re
b. Turbulento hidraulicamente liso
c. Turbulento totalmente rugoso
d. Turbulento de rugosidade transitória 
4
Sua resposta está correta.
A classificação pode ser feita pela localização no diagrama de Moody ou pelo parâmetro utilizado para classificação dos escoamentos
turbulentos, que é o adimensional
Para 
ε  < 5: hidraulicamente liso
5 ≤ ε  ≤ 70: rugosidade transicional
ε  > 70: totalmente rugoso (ou turbulência completa)
 
 
ε é a rugosidade absoluta, ν é a viscosidade cinemática e u* é a velocidade de atrito, calculada por 
, que, substituindo na expressão anterior, resultará em:
.
Como
. Então, o adimensional ε  poderá ser calculado por:
.
 
O fator de atrito pode ser calculado, aproximadamente, pela equação de Swamme-Jain:
 
= 0,057879530612471
 
Então, ε  = 24,32671907075
A resposta correta é: Turbulento de rugosidade transitória
=ε+
εu∗
ν
+
+
+
= = Vu∗
τp
ρ
−−−
√
f
8
−−
√
= V = εε+
ε
ν
f
8
−−
√ V
ν
f
8
−−
√
Re = → = 1D
V D
ν
V
ν
1
,
+
= ( )Reε+
ε
D
f
8
−−
√
f =
0, 25
[log( + )]ε/D
3,71
5,74
Re0,9
2
+
Questão 6
Correto
Atingiu 0,15 de 0,15
Questão 7
Correto
Atingiu 0,15 de 0,15
Numa tubulação de 300 mm de diâmetro, água escoa em uma extensão de 300 m, ligando um ponto A, na cota topográfica de 96,0 m, no
qual a pressão interna é de 297 kPa, a um ponto B, na cota topográfica 68,0 m, no qual a pressão interna é de 338 kPa.
Determine o sentido do escoamento.
Dados: Peso específico da água = 10 kN/m .
a. De A para B 
b. De B para A
c. Não há escoamento. 0
3
Sua resposta está correta.
Quando não há bombas, o escoamento se dá no sentido do ponto de maior energia para o de menor energia.
A energia hidráulica em um determinado ponto i é calculada por
O diâmetro em A é igual ao diâmetro em B, então V  = V  = V.
 
No ponto A, a energia é H  = 297x10 /10x10  + V /2g + 96 = 125,7 + V /2g
No ponto B, a energia é H  = 338x10 /10x10  + V /2g + 68 = 101,8 + V /2g
 
Como H  > H , o escoamento ocorre de A para B.
A resposta correta é: De A para B
= + +Hi
pi
γ
V 2i
2g
zi
A B
A
3 3 2 2
B
3 3 2 2
A B
para a questão anterior, calcule a perda de carga entre A e B, em metros.
Resposta: 23,9 
A perda de energia entre num trecho entre os pontos A e B será
, onde h  é a perda de carga por atrido (distribuída e localizada), h é a energia perdida para turbinas e h é a energia fornecida por
bombas.
Como não há turbinas nem bombas, a perda de carga será
h = H - H =  125,7 + V /2g - (101,8 + V /2g) = 23,9 m
 
 
A resposta correta é: 23,9
Δ = − = + −HAB HA HB hp hT hB
p T B
f A B
2 2
Questão 8
Correto
Atingiu 0,15 de 0,15
Se a vazão for igual a 0,17 m /s, calcule o fator de atrito da tubulação.
Resposta: 0,0811 
3
A equação de Darcy-Weisbach relaciona a perda de carga distribuída h com a velocidade V (ou vazão Q) por
, onde L é o comprimento da tubulação e f é o fator de atrito.
Neste problema, Q, h e D são conhecidos, então o fator de atrito correspondente deve ser
= 23,9x(0,3) / (0,0826x300x(0,17) ) = 0,081097044999455 
 
A resposta correta é: 0,081
at
= L = 0, 0826 Lhp
f
D
V 2
2g
fQ2
D5
at
f = =
hpD
5
0, 0826 LQ2
5 2
Questão 9
Correto
Atingiu 0,15 de 0,15
Para essa mesma vazão, calcule a velocidade de atrito em m/s.
Resposta: 0,242 
A velocidade de atrito é calculada por
onde τ é a tensão cisalhante na parede, ρ é a massa específica, f é o fator de atrito e V a velocidade média de escoamento.
 
Neste problema, a perda de carga já é conhecida, então o fator de atrito correspondente pode ser calculado pela equação de Darcy-
Weisbach:
  
Então,
=  √(9,8 * 0,3 * 23,9 / (4 * 300)) = 0,242 m/s
 
 
 
A resposta correta é: 0,242
= = Vu∗
τp
ρ
−−−
√
f
8
−−
√
p
= L → f =hp
f
D
V 2
2g
2gDhp
LV 2
= =u∗
1
2
gDhp
L
− −−−−
√
Questão 10
Correto
Atingiu 0,50 de 0,50
Numa tubulação de 3" de diâmetro e material com rugosidade 0,08 mm, passa uma vazão de 17 L/s de água. Dois pontos A e B desta
tubulação, distantes 488 m um do outro, são tais que a cota piezométrica em B é igual à cota geométrica em A. Determine a carga de
pressão disponível no ponto A, em m.c.a. O sentido do escoamento é de A para B.
Obs.:
cota piezométrica corresponde à soma da carga de pressão com a cota geométrica (topográfica)
viscosidade cinemática da água = 10  m /s
Resposta: 95,30582 
Pie = +zi
pi
γ
zi
-6 2
Se a cota piezométrica em B é igual à cota geométrica em A, então:
pB
γ + zB = zA (i)
Aplicando a equação da energia entre A e B: 
pA
γ
+
V2A
2g
+ zA =
pB
γ
+
V2B
2g
+ zB + ΔHAB
Como o diâmetro é constante, VA = VB. Considerando-se ainda a equação (i), tem-se: 
pA
γ
= ΔHAB (ii)
A perda de energia entre A e B, ΔH , pode ser composta por perda por atrito, para turbinas e energia recebida de bombas, ou
seja: ΔH =h  + h  - h . Como não há bomba nem turbina, ΔH =h .  
O resultado solicitado pelo enunciado é a carga de pressão, que corresponde ao lado esquerdo da equação (ii). Conformeessa mesma
equação, a carga de pressão será igual a perda de carga por atrito, que pode ser calculada pela equação de Darcy-Weisbach:
hp = L
f
3
V2
2g
O fator de atrito f, pode ser calculado, aproximadamente, pela equação de Swamme-Jain: 
f =
0, 25
log
ε /D
3 , 71 +
5 , 74
Re0 , 9
2
A rugosidade relativa será ε/D = 0,08x10  / (3x0,0254) = 0,00105 
 
A velocidade será V =
Q
A =
Q
πD2 / 4
=
4Q
πD2
 = 
4 ⋅ ( 17 ⋅ 10 − 3 )
π ( 3 ⋅ 0 , 0254 )2
 = 3,73 m/s
 
O número de Reynolds é
Re =
ρVD
μ
=
VD
ν
 = 
3 , 73 ⋅ ( 3 ⋅0 , 0254 )
10 − 6
=
VD
ν
 
=284226
 
Aplicando-se os valores de rugosidade relativa e Reynolds na equação de Swamme-Jain, obtém-se f = 0,021
 
Finalmente, de volta a equação de Darcy-Weisbach, a perda de carga será
AB
AB f T B AB f
[ ( )]
-3
h  = 95,26 m
que, conforme visto, anteriormente, equivale à carga de pressão em A.
A resposta correta é: 95,26
f
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