Exercicios Mecanica dos fluidos 7

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE
ESCOLA DE CIÊNCIAS E TECNOLOGIA
QUARTO SEMESTRE – TECNOLOGIA
DISCIPLINA: MECÂNICA DOS FLUIDOS
Turma 02 e 04
Prof. Douglas do Nascimento Silva
TERCEIRA LISTA DE EXERCÍCIOS B (Entrega via SIGAA em 12/04/2013)
1 – Água é bombeada à taxa de 2 ft3/s de um reservatório que está 20 ft acima de uma
bomba para uma descarga livre 90 ft acima da bomba. A pressão no lado da admissão da
bomba é 5 psig e no lado da descarga é 50 psig. Todos os tubos são de aço comercial
com diâmetro nominal de 6 in. Determine (a) a altura de carga fornecida pela bomba e (b)
a perda de carga total entre a bomba e o ponto de descarga livre.
2 – Uma vazão volumétrica de água, Q = 20 litros por segundo, é fornecida através de
uma mangueira de incêndio com bocal. A mangueira (L = 80 m, D = 75 mm, e/D = 0,0004)
é constituída de 4 trechos de 20 metros acoplados por engates rápidos. A entrada é de
borda viva; o coeficiente de perda de carga de cada engate é K = 0,5, baseado na
velocidade média da mangueira. O coeficiente de perda localizada do bocal é K = 0,02,
baseado na velocidade de saída do jato cujo diâmetro é D2 = 25 mm. Estime a pressão na
entrada da mangueira requerida para essa vazão.
3 – Gasolina escoa em uma linha longa, subterrânea, a uma temperatura constante de 15
0C. Duas estações de bombeamento na mesma elevação, estão distanciadas 13 Km uma
da outra. A queda de pressão entre as estações é de 1,4 MPa. A tubulação é feita de tubo
de aço de 0,6 m de diâmetro. Embora o tubo seja feito de aço comercial, a idade e a
corrosão aumentaram a rugosidade do tubo para aquela do ferro galvanizado,
aproximadamente. Calcule a vazão em volume.
4 – Água escoa em regime permanente em um tubo de ferro fundido de 125 mm de
diâmetro e comprimento de 150 m. A queda de pressão entre as seções (1) e (2) é de 160
kPa, e a seção (2) está 15 m acima da seção (1). Determine a vazão em volume.
5 – O manual do fabricante de um secador de roupa indica que a tubulação de exaustão
de gás (diâmetro = 102 mm e fabricado de ferro fundido) não pode apresentar
comprimento total (somatória dos comprimentos dos trechos de tubo) maior que 6,1
metros e quatro cotovelos de 900. Não se esqueça de considerar a entrada na tubulação
que corresponde a uma entrada em borda viva e que a velocidade antes de entrar no tubo
(dentro do secador) pode ser considerada igual a zero. Não existe desnível. Determine a
vazão nesta tubulação sabendo que pressão manométrica dentro do secador é 50 Pa,
sabendo que o mesmo descarrega para a atmosfera. Admita a densidade do ar igual a
1,26 kg/m3 e a viscosidade µ = 2x10-5 N.s/m2.
6 – Um tubo (diâmetro = 914 mm) é utilizado para transportar ar (ρ = 1,19 Kg/m 3 e µ =
1,84x10-5 N.s/m2) num túnel de vento. Um teste do equipamento mostrou que a queda de
pressão do escoamento de ar num trecho com 457,2 metros é 381 Pa quando a vazão no
tubo é 4,25 m3/s. Determine a rugosidade da superfície interna do tubo.
7 – Uma tubulação horizontal e construída com alumínio (rugosidade = 0,0015 mm)
transporta 0,1 m3/s de água. As pressões nas seções de alimentação e descarga da
tubulação são iguais a 448 e 207 kPa. Sabendo que o comprimento da tubulação é igual a
152 m, determine o diâmetro interno dos tubos utilizados na construção desta tubulação.
8 – A figura ao lado mostra uma semente de dente-de-leão.
Admita que seu formato é esférico e que a massa média das
sementes é igual a 8 miligramas e que a velocidade terminal
média destas sementes em ar estagnado é 0,25 m/s. Nestas
condições, determine o coeficiente de arrasto médio destas
sementes.
9 – A esfera mostrada na figura abaixo apresenta diâmetro e massa iguais a 51 mm e 64
gramas. Observe que a esfera está sendo sustentada por um jato de ar. O coeficiente de
arrasto da esfera vale 0,5. Determine a pressão indicada no manômetro considerando que
os efeitos gravitacionais e os devidos ao atrito são desprezíveis no escoamento entre a
seção onde está instalado o manômetro e seção de descarga do bocal.
10 – Um caminhão, com massa total igual a 22,7 toneladas, perdeu o freio e desce a
ladeira de concreto indicada na figura abaixo. A velocidade terminal do caminhão, V, é
determinada pelo equilíbrio das forças peso, resistência ao rolamento e arrasto
aerodinâmico. Admita que a resistência ao rolamento é igual a 1,2% do peso do caminhão
e que o coeficiente de arrasto é 0,96 quando o defletor de ar montado na cabine não está
presente e 0,70 quando o defletor está presente. Determine a velocidade terminal do
caminhão nestas duas situações.