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UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL 
MECÂNICA DOS FLUIDOS A 
Prova 2 – 07 de abril de 2021 
Prof. Fernando M. Pereira 
Prof. Diogo E. V. Andrade 
Nome_____________________________________________________________Cartão________ 
Atenção: responde as questões de forma organizada: 1) Conforme explicado em aula, faça o diagrama da situação física 
em análise, declare os dados conhecidos; 2) indique os pontos de interesse; 3) liste as hipóteses simplificativas; 4) mostre 
em detalhes o procedimento de cálculo; 5) declare as unidades dos valores usados e das respostas; 6) destaque o resultado 
encontrado e 7) avalie se esse resultado faz sentido físico. Caso não saiba encontrar algum parâmetro assuma um valor 
(explicitamente) e siga o problema. Se faltar tempo explique o você faria. Faz parte da avaliação a sua capacidade de 
se comunicar com clareza. 
 
Problema 1 – Água a 5C é bombeada entre dois reservatórios através de uma tubulação, conforme 
o desenho abaixo. A tubulação é de concreto e a eficiência da bomba é 80%. 
a) Formule o problema para encontrar a vazão volumétrica de água para uma certa potência elétrica 
da bomba We (apenas formule, não precisa resolver). Identifique todos os parâmetros conhecidos do 
problema e substitua nas equações da sua formulação. Enumere equações e incógnitas e explique 
como as equações podem ser resolvidas. 
b) Se a vazão de água é de 200 L/s, determine a potência elétrica da bomba. 
 
 
Problema 2 – Um experimento produz bolhas de ar que são descarregadas por um tubo submerso em 
um líquido. Os testes serão conduzidos na Terra para representar as condições do planeta X, que tem 
aceleração da gravidade 10 vezes maior do que a da Terra. Assuma que o diâmetro D das bolhas é 
função da aceleração da gravidade g, do diâmetro d do tubo, da vazão de ar Q, da densidade do líquido 
 e da tensão superficial do líquido . O protótipo no planeta X e o modelo na Terra usarão o mesmo 
fluido. O protótipo terá d = 10 mm e vai operar em uma vazão de 0,03 l/s. 
a) Determine os grupos adimensionais que representam esse problema 
b) Determine o valor da vazão do modelo e da razão entre os diâmetros da bolha do modelo e do 
protótipo. 
 
 
Problema 3 – Você vai projetar um sistema que promove a injeção de uma pequena quantidade de 
um reagente líquido em um escoamento principal de água usando um tubo de Venturi conforme a 
figura abaixo. Para uma primeira apreciação do problema, você decide empregar uma modelagem 
assumindo fluidos ideais (invíscidos). Assuma que as dimensões do sistema e a vazão de água Qa no 
ramal principal (horizontal) são conhecidas. O reagente tem densidade igual à da água. 
a) Encontre uma expressão para a vazão de reagente Qr no ramal secundário (vertical) em função dos 
parâmetros conhecidos do problema. 
b) Encontre uma expressão para a altura h quando a vazão no ramal secundário é 1% da vazão no 
ramal principal. 
 
 
 
 
Problema 4 - Responda as perguntas abaixo: 
a) Considere o escoamento laminar, plenamente desenvolvido, entre placas planas e paralelas. Em 
duas condições de operação distintas temos a mesma variação de pressão observada para um mesmo 
comprimento das placas. Se na condição 2 a viscosidade é o dobro daquela na condição 1, qual deve 
ser a razão entre as distâncias entre as placas nas duas condições (condição 2 relativa à condição 1) 
para que se tenha a mesma vazão (por unidade de comprimento) que na condição 1? 
b) Um foguete cilíndrico de ponta arredondada se desloca no ar. Faça uma representação gráfica das 
linhas de corrente dessa situação e indique o ponto de maior pressão estática na superfície do foguete. 
Justifique a sua resposta. 
c) Cite duas vantagens de se conhecer os grupos adimensionais que descrevem certo problema. 
 
 
 
Boa Prova