N2 - FENÔMENOS DE TRANSPORTE

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Analise a seguinte figura:
 
Fonte: Çengel e Cimbala (2007, p. 299).
 
A maioria dos problemas de fenômenos de transporte utiliza algumas das quatro grandezas adimensionais mais
estudadas, que são: o número de Reynolds, o número de Euler, o número de Froude e o número de Mach. 
Considere que, na figura apresentada, todas as dimensões que podem ser estudadas foram destacadas. 
 
Sobre essas dimensões, analise as afirmativas a seguir:
 
I. O número de Reynolds nos aponta se o golfinho está nadando rápido ou devagar.
II. O número de Froude nos informa a força gravitacional que o golfinho está aguentando.
III. O número de Euler nos relata a pressão que o golfinho está aguentando.
IV. Podemos determinar a massa do golfinho com esses parâmetros.
 
Está correto o que se afirma em:
Leia o excerto a seguir.
 
“Sempre é possível fornecer uma interpretação física dos grupos adimensionais. Essas interpretações podem 
ser úteis na análise dos escoamentos. Por exemplo, o número de Froude é um indicativo da relação entre a 
força devido à aceleração de uma partícula fluida e a força devido à gravidade (peso)”.
 
MUNSON, B. R.; YOUNG, D. F.; OKIISHI, T. H. Fundamentos da Mecânica dos Fluidos. São Paulo: Edgard 
Blucher, 2004. p. 359.
 
Considerando o exposto, sobre grandezas adimensionais, analise as afirmativas a seguir.
 
I. O número de Froude é usado em escoamentos com superfície livre.
II. O número de Euler é usado em problemas relacionados com diferenças de pressão.
III. O número de Mach é usado em problemas em que a compressibilidade do fluido é importante.
IV. O número de Reynolds determina a velocidade de um escoamento.
 
Está correto o que se afirma em:
É preciso prever o arrasto aerodinâmico de um automóvel esportivo. Essa previsão deve ser feita a 50 km/h 
com temperatura de 25ºC. Assim, engenheiros automotivos desenvolveram um túnel de vento para testar um 
protótipo modelado em uma escala 1 : 4, conforme a figura a seguir. Esse túnel de vento está localizado em um 
prédio sem aquecimento. A temperatura do ar nesse túnel é de 5ºC.
 
Fonte: Çengel e Cimbala (2007, p. 240).
 
 
Sabe-se que o modelo é geometricamente similar ao protótipo. Além disso, é similar ao ar em relação à pressão
atmosférica e a temperatura é igual a 25 ºC. Com isso, temos   = 1,1849 kg/m3 e   = 1,89 x 10-5 kg/m.s. 
Equivalentemente, temos uma temperatura T = 5 ºC,   = 1,269 kg/m3 e   = 1,754 x 10-5 kg/m.s. Nesse sentido, 
a velocidade do vento que os engenheiros devem colocar no túnel para atingir a similaridade entre o modelo e o
protótipo deverá ser um número entre:
Um sistema é definido como uma quantidade de massa fixa e identificável. Já um volume de controle é um 
volume arbitrário no espaço por meio do qual o fluido escoa. Tanto os sistemas quanto os volumes de controle 
podem ser fechados ou abertos, e sua correta identificação é fundamental para a definição da modelagem 
matemática a ser utilizada.
 
FOX. R. W. et al. Introdução à Mecânica dos Fluidos. 8. ed. Trad. e Revisão Técnica de KOURY, R. N. São 
Paulo: LTC Editora, 2010. p. 25.
 
A respeito dos tipos de escoamento, analise as afirmativas a seguir e assinale V para a(s) Verdadeira(s) e
F para a(s) Falsa(s).
 
I. ( ) O escoamento de água em um cano é um exemplo de sistema.
II. ( ) Um escoamento da água num rio é um exemplo de superfície de controle.
III. ( ) Os escoamentos em sistemas são dominados pela influência da viscosidade em todo o campo desse 
escoamento.
IV. ( ) Nos escoamentos em superfície de controle, a influência da viscosidade está restrita às camadas-limites 
próximas às superfícies sólidas.
 
Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta.
Leia o trecho a seguir.
 
“Quando duas camadas fluidas movem-se uma em relação à outra, desenvolve-se uma força de atrito entre 
elas e a camada mais lenta tenta reduzir a velocidade da camada mais rápida. Tal resistência interna ao 
escoamento é quantificada pela propriedade do fluido de viscosidade, que é uma medida de aderência interna 
do fluido”.
 
ÇENGEL, Y.; CIMBALA, J. M. Mecânica dos Fluidos: fundamentos e aplicações. São Paulo: Mc Graw Hill 
Editora, 2011. p. 9.
 
A respeito da viscosidade, analise as afirmativas a seguir e assinale V para a(s) verdadeira(s) e F para a(s) 
falsa(s).
 
I. ( ) A viscosidade é causada por forças coesivas entre as moléculas num líquido e por colisões moleculares em
um gás.
II. ( ) A viscosidade de um líquido é maior que a viscosidade de um gás.
III. ( ) A viscosidade nos líquidos aumenta com o aumento da temperatura; nos gases, a viscosidade diminui 
com o aumento da temperatura.
IV. ( ) A viscosidade de um metal líquido é menor do que a viscosidade da água.
 
Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta.
Qualquer quantidade física pode ser caracterizada por dimensões. As grandezas designadas para as 
dimensões são chamadas de “unidades”. Algumas dimensões básicas, como a massa m, o comprimento L, o 
tempo t e a temperatura T são escolhidas como dimensões primárias”. Para representar essas grandezas 
temos dois sistemas principais: o Sistema Internacional (SI) e o Sistema SBG: Sistema Britânico Gravitacional.
 
ÇENGEL, Y.; CIMBALA, J. M. Mecânica dos Fluidos: fundamentos e aplicações. São Paulo: Mc Graw Hill 
Editora, 2011. p. 14.
 
A respeito desses sistemas de unidades, analise as afirmativas a seguir e assinale V para a(s) verdadeira(s) 
e F para a(s) falsa(s).
 
I. ( ) A medida do sistema inglês SBG para comprimento é o ft.
II. ( ) As temperaturas nos dois sistemas (SBG e SI) são medidas em Kelvin.
III. ( ) A massa do SI é dada em gramas.
IV. ( ) No SI a unidade de força é dada em kgf.
 
Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta.
eia o excerto a seguir.
 
“Apesar da ideia geral que está por trás dos critérios de semelhança ser clara (nós simplesmente igualamos os 
termos  ), não é sempre possível satisfazer todos os critérios conhecidos. Se um ou mais critérios de 
semelhança não forem satisfeitos, por exemplo, se  , a equação  não será verdadeira. 
Modelos em que uma ou mais condições de similaridade não são satisfeitas se denominam modelos 
distorcidos”.
 
MUNSON, B. R.; YOUNG, D. F.; OKIISHI, T. H. Fundamentos da Mecânica dos Fluidos. São Paulo: Edgard 
Blucher, 2004. p. 371-372.
 
 
A partir do exposto, sobre modelos distorcidos, analise as asserções a seguir e a relação proposta entre elas.
 
I. Os modelos distorcidos são bastante utilizados. 
Pois:
II. É muito difícil atender a todos os critérios de semelhança, ainda mais para escoamentos de rios e 
vertedouros.
 
A seguir, assinale a alternativa correta.
Para escoamentos laminares (velocidades baixas), a vazão volumétrica Q, por meio de um tubo de pequeno 
diâmetro, é uma função apenas do raio R do tubo, da viscosidade   do fluido e da queda de pressão por 
unidade de comprimento de tubo  . Para esse caso, pode-se utilizar o teorema de  , porque a quantidade de 
número adimensional é dada por m = n - r, em que n é igual ao número de grandezas envolvidas no fenômeno 
e r é igual ao número de grandezas fundamentais. Assim, a quantidade de grandezas fundamentais será igual 
a:
Leia o excerto a seguir.
 
“A perda de carga denominada hL representa a altura adicional a qual o fluido precisa ser elevado por uma 
bomba para superar as perdas por atrito do tubo. A perda de carga é causada pela viscosidade e está 
relacionada diretamente à tensão de cisalhamento na parede”.
 
ÇENGEL, Y.; CIMBALA, J. M. Mecânica dos Fluidos: Fundamentos e Aplicações. São Paulo: Mc Graw Hill 
Editora, 2007. p. 285.
 
A partir do exposto, sobre perda de carga, analise as asserções a seguir e a relação proposta entre elas.
 
I. É possível afirmar que a potência da bomba será proporcional ao comprimento do tubo e à viscosidade do 
fluido.
Pois:
II. Quanto maior for o comprimento da tubulação, maior será a perda de carga e, quanto mais viscoso for um 
fluido, maior também será a sua perda de carga.
 
A seguir, assinale a alternativa correta.
Leia o excerto e analise a figura a seguir.“O trabalho de escoamento é o trabalho para empurrar um fluido de ou para um volume de controle por unidade
de massa. Assim, o trabalho de pressão para volumes de controle fixos pode existir apenas ao longo da parte 
imaginária da superfície de controle, em que o fluido entra e sai do volume de controle, ou seja, nas entradas e 
saídas”.
 
ÇENGEL, Y.; CIMBALA, J. M. Mecânica dos Fluidos: Fundamentos e Aplicações. São Paulo: Mc Graw Hill 
Editora, 2007. p. 179.
 
 
Fonte: Çengel e Cimbala (2007, p. 179).
 
Essa figura é um exemplo típico de problema de engenharia. A respeito do volume de controle apresentado, 
analise as afirmativas a seguir e assinale V para a(s) Verdadeira(s) e F
para a(s) Falsa(s).
 
I. ( ) Os volumes de controle podem ser calculados por meio das derivadas das integrais do volume de controle 
no tempo, de acordo com o Teorema de Transporte de Reynolds.  
II. ( ) O sistema e o volume de controle contidos dentro dessa figura são os mesmos para um  instante t .
III. ( ) O sistema e o volume de controle contidos dentro dessa figura variam do instante t para o instante t +  t.
IV. ( ) Somente é possível aplicar o Teorema de Transporte de Reynolds para volumes de controles fixos e não 
deformáveis.
 
Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta.