Aula 05 - Desafio e Questões - Gabriel Hoffmann

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DESAFIOS E EXERCÍCIOS - UNIDADE DE APRENDIZADO 5 
Aluno: Gabriel Henrique Mohnschmidt Hoffmann.
Turma: ENGCN064.
Professor: Dr. Gil Eduardo Guimarães
Desafio: Considerando o contexto apresentado, responda: 
a) Quais são os fluidos utilizados nesses tipos de máquinas? Justifique
Em máquinas hidráulicas além das características normalmente encontrados nos fluidos (incompressibilidade, lubrificante, antioxidante), ele deverá conter a característica antiespumante e principalmente a viscosidade apropriada para transmissão de força, em circuitos mais atuais encontramos também a proteção contra o fogo, quando o óleo poderá ser submetido a altas temperaturas e nunca provocará a chama. Nestas máquinas hidráulicas são utilizados água, óleo mineral, óleo vegetal, óleo sintético, óleo glicol e óleo solúvel.
Em máquinas pneumáticas ar comprimido é geralmente o mais utilizado, mas nitrogênio ou outros gases inertes também podem ser escolhidos para aplicações especiais.
b) Como funcionam os sistemas hidráulicos e pneumáticos em relação fluidos? Justifique.
No sistema hidráulico o fluído é direcionado à bomba e depois vai para o pistão. Já na pneumática o ar passa primeiro por um sistema de pressurização e em seguida o ar ou gases distribuídos para realizarem o trabalho de força nas ferramentas. O sistema hidráulico utiliza um líquido confinado para transmitir movimento multiplicando forças. Para ganhar em força, perde-se em deslocamento. Pelo fato de usar líquido praticamente incompressível, a transmissão de movimentos é instantânea. As diferenças básicas entre os fluidos hidráulicos e o ar comprimido é que, os fluidos hidráulicos são praticamente incompressíveis e diminuem a sua viscosidade com o aumento de temperatura. O ar comprimido é compressível, ou seja, diminuem seu volume com o aumento da pressão e seu volume se expande com o aumento da temperatura. Fontes: Unesp e Global Hidráulica e Pneumática.
1) Os fluidos incompressíveis são os fluidos definidos quanto a sua compressibilidade, sendo muito aplicados em máquinas e equipamentos de engenharia. Com base nos conceitos básicos de fluidos incompressíveis, assinale a alternativa correta. 
c) Fluido que tem modificação na pressão; entretanto, o volume permanece constante.
Justificativa: “O fluido incompressível é aquele que não apresenta variação de volume, independentemente da pressão aplicada sobre ele”. (GODOI, Pollianna Jesus de Paiva Mendes. 2019, Mecânica dos Fluídos).
2) A viscosidade é uma característica importante do fluido e ocorre quando as suas camadas se movem uma em relação a outra, desenvolvendo uma força de atrito entre elas; a camada mais lenta tenta reduzir a velocidade da camada mais rápida. Com relação as razões causam a viscosidade, assinale a alternativa correta.
a) A viscosidade é causada por forças coesivas entre as moléculas de um líquido e por colisões moleculares nos gases.
Justificativa: “A viscosidade é causada por forças coesivas entre as moléculas de um líquido e por colisões moleculares nos gases”. (GODOI, Pollianna Jesus de Paiva Mendes. 2019, Mecânica dos Fluídos).
3) As propriedades dos fluidos podem ser identificadas através de equações; assim; a equação da continuidade calcula a soma da mudança de massa local e da vazão massiva resultante convectiva de um fluido incompressível. Com relação ao resultado da equação da continuidade, assinale a alternativa correta.
c) A mesma quantidade de fluido que escoa para dentro do local em que está o fluido deverá escoar para fora.
Justificativa: “Segundo Hibbeler (2016), desde que tenhamos um volume de controle com tamanho fixo que esteja completamente cheio de um fluido incompressível, não haverá mudança local da massa do fluido dentro do volume de controle. Nesse caso, o primeiro termo da equação da continuidade é zero, e a equação mássica resultante que entra e sai das superfícies de controle abertas deverá ser também zero. Em outras palavras, o que escoa para dentro deverá escoar para fora.” (GODOI, Pollianna Jesus de Paiva Mendes. 2019, Mecânica dos Fluídos).
4) Algumas equações são utilizadas para calcular propriedades dos fluidos. A Equação de Bernoulli é uma relação aproximada entre pressão, velocidade e elevação, sendo válida em regiões de escoamento incompressível e estacionário. Com base na equação para escoamento incompressível, assinale a alternativa correta.
d) A densidade ρ é constante.
Justificativa: “As densidades dos líquidos são essencialmente constantes, e esse escoamento é tipicamente incompressível. Portanto, os líquidos são comumente chamados de substâncias incompressíveis (ÇENGEL; CIMBALA, 2015).” (GODOI, Pollianna Jesus de Paiva Mendes. 2019, Mecânica dos Fluídos).
5) Existem diversos tipos de escoamento que podem ser definidos quanto a direção e a variação da trajetória das partículas ou, também, quanto a variação do tempo. Com relação aos conceitos básicos de escoamento do tipo irrotacional, assinale a alternativa correta.
e) O escoamento do tipo irrotacional ocorre quando as partículas do fluido não giram, ou seja, não apresentam rotação em relação a um eixo qualquer em determinada região.
Justificativa: “Escoamento irrotacional ocorre quando as partículas de um fluido não apre-sentam rotação em relação a um eixo qualquer em certa região.” (GODOI, Pollianna Jesus de Paiva Mendes. 2019, Mecânica dos Fluídos).