Prova mecânica dos fluidos

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Curso: Química Industrial/Disciplina: Mecânica dos Fluidos – 2022_1 
Professora: Andréa Selene E. X. Stragevitch 
 
Alunos: 
 
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1ª. Lista de Mecânica dos Fluidos (Grupo 1) 
 
 
 
1) Para o tanque aberto na figura a seguir, com os manômetros anexados no lado, contendo dois 
diferentes líquidos imiscíveis, determine a (a) elevação da superfície do líquido no manômetro 
A, (b) elevação da superfície do líquido no manômetro B, e (c) pressão total na base do tanque. 
 
 
 
Dado: 
A aceleração gravitacional é igual a 9,79 m2/s. 
 
A densidade da água é 1000 kg/m3. 
 
 
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2) Na figura a seguir, a comporta AB tem um 5 ft de largura, está articulada em A e o 
limitador B irá se quebrar se a força sobre ele atingir 9200 lbf. Para qual profundidade de água 
h esta condição é alcançada? A densidade da água é ρ = 62,4 lbm/ft3 onde no sistema inglês de 
unidades, a massa é dada por “lbm” (libra-massa) e o comprimento em “ft” (pés). Para 
calcular o valor de h é necessário expressar a altura do centro de gravidade (CG), depois 
expressar a força hidrostática resultante, em seguida, expressar a fórmula para a posição do 
centro de pressão (yCP) e enfim calcular o balanço de momento em torno do ponto A. 
 
 
 
 
 
 
 
3) Classifique o escoamento como - uni, - bi ou tridimensional e indique a equação da 
velocidade entre as quais que representariam melhor o sistema: 
 
Escoamento Uniforme 
 
 
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O escoamento é ______________________________. 
 
A expressão da velocidade depende das variáveis espaciais (marque com um X a resposta 
certa): 
 
( ) r e θ 
 
( ) r 
 
( ) não depende de qualquer variável espacial, ou seja, a velocidade é constante 
 
( ) depende dos vetores unitários cartesianos i j e k 
 
( ) depende de θ 
 
( ) depende somente de x 
 
 
4) A água flui na tubulação (ver a figura a seguir). Calcular a velocidade máxima 
umax no eixo do tubo e na descarga Q. Determine se o escoamento é laminar ou 
turbulento (T = 12 oC). O manômetro diferencial de mercúrio (ρHg = 13600 kgm-3) 
mostra a diferença entre níveis no tubo de Pitot Hm = 0,02 m. O diâmetro do tubo é 
D = 0,15 m. A velocidade média é considerada v = 0,84 umax. 
ρH2O = 1000 kgm-3. 
Viscosidade cinemática da água = ٧ = 1,24 × 10-6 m2/s. 
Aceleração gravitacional = g = 9,81 m2/s. 
 
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5) Um campo de velocidade não permanente bidimensional é dado pelas 
velocidades u e v nas direções de x e y, respectivamente, conforme as seguintes 
componentes: u = x (1 + 2t) e v = y. 
Encontre a equação das linhas de corrente variáveis no tempo, que passam, todas, 
através do ponto (x0, y0) em algum instante de t. 
 
 
6) 
 
 
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Calcule também o número de Reynolds para o escoamento do óleo. 
O óleo tem viscosidade dinâmica µ = 0,29 kg/m.s e densidade ρ = 800 kg/m3. Considere que 
o comprimento característico L para o cálculo do número de Reynolds é igual ao valor da 
distância entre as placas h. Chame z a largura constante das placas. 
 O escoamento é laminar ou turbulento? Por que? 
 
 
 
 
7) Uma comporta inclinada, retangular com água num lado é mostrada na figura a seguir. 
Determine a força total resultante agindo na comporta e a localização do centro de pressão em 
relação à superfície livre da água. O peso específico da água é γ = 62,4 lbf/ft3. 
 
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8) O óleo escoa através do sistema mostrado na figura a seguir. Determine a vazão volumétrica. 
A aceleração gravitacional é 32,2 ft/s2. 
 
Atenção: SG é a massa específica.