Mecânica dos Fluidos (EMC104) AV2

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Avaliação II - Individual (Cod.:769637)
Mecânica dos Fluidos (EMC104)
1 	Água é descarregada de um tanque cúbico de 5 m de aresta por um tubo de 5 cm de diâmetro localizado na base. A vazão de água no tubo é 10 L/s. Determine a velocidade de descida da superfície livre da água do tanque e, supondo desprezível a variação de vazão, determineo tempo que o nível da água levará para descer 20 cm.Assinale a alternativa CORRETA que apresenta o resultado:
A) 4. 15-4 m/s; 500 s.
B) 4. 10-4 m/s; 500 s.
C) 4,3. 10-4 m/s; 500 s.
D) 5. 10-4 m/s; 500 s.
2 	A equação de Bernoulli pode ser aplicada para descrever o balanço de energias mecânicas em um escoamento de fluido em regime permanente. A partir de um somatório da energia potencial, energia cinética e energia de fluxo de um fluido é possível determinar a sua carga hidráulica de escoamento. Com base no balanço de energia mecânica aplicado ao escoamento em regime permanente de um fluido e nas formas de apresentação da equação de Bernoulli, faça uma análise dimensional das equações apresentadas e associe os itens, utilizando o código a seguir:
I- Esta forma da equação de Bernoulli apresenta os termos de energia mecânica na unidade de pressão, por exemplo, "Pascal".
II- Esta forma da equação de Bernoulli apresenta os termos de energia mecânica na unidade de energia por peso de fluido, por exemplo, "J/N".
III- Esta forma da equação de Bernoulli apresenta os termos de energia mecânica na unidade de energia por massa, por exemplo, "J/kg".
A) III - I - II.
B) I - II - III.
C) II - I - III.
D) II - III - I.
3 	A transição do escoamento em regime laminar para turbulento depende da geometria e rugosidade da parede do tubo, velocidade do fluido, temperatura da superfície e tipo de fluido, entre outros aspectos. Depois de exaustivos experimentos na década de 1880, Osborne Reynolds descobriu que o regime de escoamento depende, principalmente, da razão entre duas forças do fluido. Quais são essas forças?
A) Forças inerciais e forças de arranque.
B) Forças inerciais e forças coaxiais.
C) Forças inerciais e forças centrípetas.
D) Forças inerciais e forças viscosas.
4 	Não existem valores precisos de números de Reynolds que definem os regimes de escoamento. A transição de um regime de escoamento laminar para turbulento vai do grau de perturbação do escoamento por rugosidade da parede do tubo, vibrações da tubulação e flutuações no escoamento a montante.Assinale a alternativa CORRETA que apresenta a classificação de um regime laminar:
A) Re maior que 4000.
B) Re menor que 2300.
C) Re maior que 5000.
D) Re maior que 2800.
5 	Na análise do sistema de escoamento de fluidos em tubulações, as perdas de pressão normalmente são expressas em termos da altura equivalente da coluna de fluido, chamada de perda de carga (hL). Com base nos conceitos envolvendo o cálculo de perda de carga ou queda de pressão no escoamento, analise as sentenças a seguir:
I- A perda de carga é causada pela viscosidade e está relacionada diretamente à tensão de cisalhamento na parede do tubo.
II- A perda de carga representa a altura adicional a que o fluido precisa ser elevado por uma bomba para superar as perdas por atrito do tubo.
III- Depois que a queda de pressão (ou perda de carga) for conhecida, a potência de bombeamento necessária para superar a perda de energia do fluido pode ser determinada.
Assinale a alternativa CORRETA:
A) Somente a sentença II está correta.
B) Somente a sentença III está correta.
C) Somente a sentença I está correta.
D) As sentenças I, II e III estão corretas.
6 	Dois reservatórios cúbicos de 10 m e 5 m de aresta são enchidos por água proveniente de uma mesma tubulação em 500 s e 100 s, respectivamente. Determine a velocidade da água na tubulação, sabendo que o seu diâmetro é 1,0 m, e assinale a alternativa CORRETA:
A) 5,43 m/s.
B) 5,23 m/s.
C) 4,47 m/s.
D) 4,13 m/s.
7 	O diagrama de Moody é um dos diagramas mais utilizados na Engenharia. Ele apresenta o fator de atrito de Darcy para o escoamento em um tubo como uma função do número de Reynolds e de rugosidade relativa em um amplo intervalo. Com base no diagrama de Moody apresentado no anexo, analise as sentenças a seguir:
I- Com números de Reynolds (Re) muito grandes (à direita da linha tracejada do diagrama), as curvas do fator de atrito correspondentes às curvas de rugosidade relativas especificadas são quase horizontais e os fatores de atrito de Darcy não dependem do número de Reynolds.
II- Para escoamentos com número de Reynolds (Re) muito baixos (inferiores a 1.000) o fator de atrito de Darcy depende apenas da rugosidade relativa do tubo.
III- O escoamento na região à direita da linha tracejada do diagrama de Moody é chamado de escoamento turbulento completamente rugoso.
Assinale a alternativa CORRETA:
A) Somente a sentença I está correta.
B) As sentenças I e III estão corretas.
C) Somente a sentença II está correta.
D) As sentenças II e III estão corretas.
Diagrama de Moody
Clique para baixar o anexo da questão
8 	Água escoa por uma tubulação a uma vazão volumétrica de 600 L/min, em regime permanente. A velocidade máxima do escoamento de água nessa tubulação é 1,25 m/s. Considerando g=10m/s² e densidade da água igual a 997 kg/m³, analise as sentenças a seguir:
I- A vazão mássica do escoamento de água é aproximadamente 99,7 kg/s.
II- A vazão em peso do escoamento de água é aproximadamente 9,97 N/s.
III- Nas condições descritas para este escoamento, o diâmetro interno da tubulação não pode ser menor do que 10 cm.
Assinale a alternativa CORRETA:
A) As sentenças I e II estão corretas.
B) As sentenças II e III estão corretas.
C) Somente a sentença I está correta.
D) Somente a sentença III está correta.
9 	Numa oficina mecânica, existe um elevador de carros que utiliza ar comprimido, o qual exerce uma força num pistão de seção circular de raio 4 cm. A pressão se transmite para outro pistão maior, também de seção circular, mas de raio 20 cm.De posse destas informações, calcule A força com que o ar comprimido consegue erguer um carro de 16000 N e assinale a alternativa CORRETA:
A) 700 N.
B) 600 N.
C) 640 N.
D) 640 Kg.
10 	Vazão volumétrica é, por definição, a quantidade de fluido, em volume, que escoa pela área de seção transversal da tubulação ao longo de um intervalo de tempo. As unidades mais usuais de vazão volumétrica são m³/s; m³/h, L/s; L/h, no Sistema Internacional. Uma bomba de água, através de uma tubulação de 50 mm de diâmetro, enche um reservatório de 10.000 litros em 30 minutos.Qual a vazão volumétrica da bomba e a velocidade média de escoamento?
A) 5,55 L/s e 2,829 m/s.
B) 5,55 x 10-3 m³/s e 0,707 m/s.
C) 5,55 m³/s e 2,829 m/s.
D) 5,55 L/s e 0,0707 m/s.
Avaliação Final (Discursiva) - Individual (Cod.:769638)
Mecânica dos Fluidos (EMC104)
1 	A equação da manometria é utilizada para calcular a pressão equivalente a colunas de líquido em dispositivos conhecidos como manômetros de tubo em "U". Para aumentar a precisão de leitura, esses manômetros podem ter seus tubos inclinados, necessitando assim de uma correção no cálculo da altura de coluna de líquido em função do ângulo de inclinação do tubo. Considere o tubo de manômetro inclinado ilustrado na figura a seguir. O tubo inclinado do lado direito está aberto a pressão atmosférica. Calcule a pressão manométrica no centro do tubo "B".
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2 	O somatório das formas de energia mecânica associadas ao escoamento de um fluido, descrito na mecânica dos fluidos como carga hidráulica do escoamento, é constante ao longo de uma linha de corrente do escoamento e é a base para o princípio de conservação de energia na dinâmica de fluidos. A equação de Bernoulli é uma expressão matemática representativa deste conceito. Explique por que a presença de uma máquina hidráulica no escoamento é uma das condições que perturbam a estrutura da linha de corrente do escoamento e torna inválida a aplicação da equação de Bernoulli.
A equação de Bernoulli indica a conservação de carga. Coma presença de uma máquina hidráulica, a mesma pode ter como objetivo fornecer ou retirar energia do sistema, passando a não conservar mais a carga inicial. Se a máquina estiver fornecendo energia ao sistema, pode ser chamada de bomba, caso ela esteja retirando energia pode ser chamada de turbina, para ambos os casos podemos considerar como uma carga sendo ela positiva ou negativa, a carga é a relação entre a energia e a força, pelo calculada pela equação de Bernoulli. Para uma tubulação sem a presença de máquinas entre as superfícies de controle a equação de Bernoulli assume sua função de que a carga total inicial deve ser igual a final H1=H2. Ao incluir uma máquina a mesma irá sofrer alteração, no caso de ter uma “bomba”, a carga irá ganhar energia, desta forma a carga 2 deve ser maior, uma vez que ela ganha carga no processo H1< H2, para o caso de ter uma turbina, a carga irá perder energia, desta forma a carga 2 deve ser menor H1 > H2. Sendo assim, pode ser apresentada com o somatório da carga inicial, mais a carga da máquina tendo como resultante a carga final, H1+HM=H2, sendo HM positivo ou negativo, conforme a máquina aplicada no processo.