IPH01107_2021_2_P2_opção1

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UFRGS – IPH – DHH – IPH01107 
 
2ª Avaliação Turma: ___ 2021/2 Data: 12/04/2022 
 
INSTRUÇÕES: 
- A avaliação é individual. 
- Todas as questões devem ser elaboradas de modo a indicar todas as hipóteses e todas as etapas 
de cálculo necessárias para a apresentação da resposta final. Todas etapas serão corrigidas. 
- A resolução deve ser feita à mão, utilizando caneta azul ou preta. 
- Cuidem ao digitalizar a prova, que a mesma fique legível. Valores ilegíveis ou ambíguos não serão 
considerados. 
- Enviem a resolução da prova pelo Moodle, no espaço reservado para a Avaliação 2 e seu horário 
selecionda, em um único arquivo do tipo .pdf, com o nome do arquivo identificando o seu nome. 
- Prazo para envio até às 12h30 do dia 12/04/2022. 
 
As figuras não estão em escala. Considere: g = 9,81 m/s² 
Se faltar algum dado, adote um valor e explique. 
 
 
1) (Valor = 1,5) Considerando a seguinte equação: 
𝑝1
𝛾
+ 𝛼1
𝑉1
2
2𝑔
+ 𝑧1 =
𝑝2
𝛾
+ 𝛼2
𝑉2
2
2𝑔
+ 𝑧2 ± 𝑤𝑆 + 𝑝𝑒𝑟𝑑𝑎𝑠1−2 
 
Explique com suas palavras: 
a) Os índices “2” se referem a um ponto em uma linha de corrente a jusante de um ponto “1”? 
b) O que representa o termo 𝛼 ? Esse termo pode assumir valores maiores do que “1”? E 
inferiores a “1”? 
c) Esta equação pode ser utilizada para um escoamento transiente? 
d) A equação é alterada se for considerado um fluido ideal? Em caso afirmativo, mostre como 
ela fica. 
e) O que representa o termo 𝑤𝑆? Quando se utiliza “+” ou “-“? 
 
2) (Valor = 2,7) A figura representa um avião de combate a incêndios florestais, quando se procede 
ao enchimento do seu reservatório de água, por meio de um voo rasante sobre um reservatório 
formado por um barramento. Calcule a força de resistência adicional a que o avião fica submetido 
durante a fase do enchimento, admitindo que este se move à velocidade de Vo km/h e que os 
bocais de entrada, perfazendo a largura total de 20 cm mergulham na água até a profundidade de 
11 cm. Utilize: Vo = (100 + dois últimos números do seu cartão UFRGS) em km/h. 
 
 
 
3) (Valor = 2,8) Utiliza-se uma tubulação em sifão, com seção circular de diâmetro “d”, para extrair 
água de um reservatório elevado. O ponto mais alto do sifão encontra-se à distância vertical h1 = 
2,2 m acima do nível da água no reservatório, estando a saída à distância h2 = 4,5 m abaixo daquele 
nível. Desprezando-se as perdas de energia por atrito e supondo que o sifão se encontra cheio de 
água, calcule: 
a) a vazão de descarga do sifão em m³/s, 
b) o valor da pressão no ponto mais elevado do sifão (ponto B) em Pa. 
Considere: d = (80 + dois últimos números do seu cartão UFRGS) mm 
 
 
4) (Valor = 3,0) A análise dimensional aplicada ao escoamento em bombas centrífugas permite 
encontrar os seguintes números adimensionais: 
𝜋1 =
𝑃
𝜌𝐷5𝜔3
 𝜋2 =
𝑄
𝐷3𝜔
 𝜋3 =
𝜇
𝜌𝐷2𝜔
 𝜋4 =
∆𝑝
𝜌𝐷2𝜔2
, 
 
onde P é a potência,  é a velocidade angular, D é o diâmetro do rotor da bomba, p é a diferença 
entre a pressão na entrada e na saída na bomba,  é a massa específica do fluido, µ é a viscosidade 
dinâmica e Q é a vazão. 
a) Quais foram as grandezas utilizadas na base (variáveis repetidas) no processo de análise 
dimensional? 
b) Demonstre como foram encontrados os termos adimensionais 𝜋1 e 𝜋2. 
c) Uma bomba centrífuga modelo, com rotor de 20 cm de diâmetro, foi testada em laboratório, com 
água, rodando a uma velocidade de 1000 rpm. Neste modelo se mediu p = 50 kPa, para uma 
vazão de 30 L/s. Quais os valores correspondentes de p e vazão, para uma bomba 
geometricamente semelhante, cujo rotor tem diâmetro d*, girando com uma velocidade *? 
Respostas em kPa e m³/s, respectivamente. 
Considere: d* = (25+último número do seu cartão UFRGS) cm e * = (1700 + 2 últimos números 
do seu cartão UFRGS) rpm.