P2-MecFlu_2020-2

Prévia do material em texto

Campus Araranguá 
Rua Pedro João Pereira, 150 Bairro Mato Alto 
 Araranguá - Santa Catarina – Brasil / CEP 88900-000 
www.ararangua.ufsc.br / +55 (48) 3721.6448 
Avaliação 2 
Disciplina Mecânica dos Fluidos EES7353 2020.2 05653 
Professor Fernando Henrique Milanese 
Aluno Matrícula 
 
1
Propriedades dos fluidos de interesse: 
Ar a 1 atm: ρ =1,23 kg/m3, µ =10-5 Pa.s 
Água: ρ =1000 kg/m3, µ =10-3 Pa.s 
Óleo: ρ =900 kg/m3, µ =10-1 Pa.s 
 
ATENÇÃO: APRESENTE SUAS SOLUÇÕES DA FORMA MAIS DIDÁTICA POSSÍVEL, A PARTIR DE EQUAÇÕES BÁSICAS, 
COM VALORES DEFINIDOS PARA TODAS AS VARIÁVEIS DE INTERESSE E NÃO SIMPLESMENTE EQUAÇÕES FINAIS, 
NEM APENAS RESULTADOS FINAIS. A AVALIAÇÃO É INDIVIDUAL. 
 
1. O chamado Tubo de Venturi tem muitas aplicações em engenharia, entre elas, a medição de velocidade 
média de um escoamento dentro de um tubo circular. O Tubo de Venturi consiste basicamente de um tubo 
circular com uma redução suave de seção, chamada garganta. Ao passar pela garganta, praticamente sem 
atrito, um escoamento de óleo sofre aumento de velocidade e uma consequente queda de pressão 
estática. Em seguida o escoamento passa por uma expansão, também suave e sem atrito. A depressão na 
garganta do tubo de Venturi provoca uma diferença de nível num manômetro de tubo em “U” acoplado 
conforme a figura abaixo. Sabendo que a razão entre as áreas da seção maior e da seção menor do Venturi 
é 7, calcule a velocidade do escoamento de óleo na seção maior, em regime permanente, para um desnível 
h de 40 mm de água no manômetro de tubo em “U”. (2 pontos) 
 
 
 
 
2. Uma mangueira flexível com 30 mm diâmetro, 25 m de comprimento, e 0,05mm de rugosidade interna 
está conectada a um reservatório através de uma junção com cantos vivos. O resrvatório está aberto para 
a atmosfera. O ponto de conexão entre a mangueira e o reservatório está a 1 m abaixo do nível do 
reservatório. A outra extremidade da mangueira também aberta para a atmosfera, está a 3 m abaixo da 
extremidade acoplada ao reservatório. Calcule o fluxo de massa de água através da mangueira. As 
curvaturas da mangueira podem ser desprezadas. (2 pontos) 
 
 
Campus Araranguá 
Rua Pedro João Pereira, 150 Bairro Mato Alto 
 Araranguá - Santa Catarina – Brasil / CEP 88900-000 
www.ararangua.ufsc.br / +55 (48) 3721.6448 
Avaliação 2 
Disciplina Mecânica dos Fluidos EES7353 2020.2 05653 
Professor Fernando Henrique Milanese 
Aluno Matrícula 
 
2
 
3. Ainda no problema anterior, agora é acoplado um bocal convergente bem suave na extremidade da 
mangueira que está aberta para a atmosfera. Mostre que, à medida que o diâmetro do bocal é reduzido, a 
velocidade de saída do jato tende ao valor obtido desprezando-se todo o atrito do escoamento. E a vazão 
tende a qual limite? (3 pontos) 
 
4. Considere as duas situações (A e B) abaixo. Em ambas as situações, o comprimento total dos trechos 
retos é L [m], o diâmetro é D [m], o comprimento equivalente do cotovelo é Le/D e a velocidade é V [m/s], 
o fator de atrito da tubulação é f e a densidade do fluido é ρ. Calcule a altura h [m] do ponto (1) nas duas 
situações sabendo que a pressão estática em (1) vale p1 [Pa] nas duas situações. (3 pontos)