FENÔMENOS DE TRANSPORTE - N2

Prévia do material em texto

1. Considere um escoamento que, antes, era utilizado com água a uma temperatura de 20ºC para 
escoar benzeno. A tubulação é horizontal, cilíndrica, de seção circular com o seguinte diâmetro: D 
= 150 mm. A água, nessa tubulação, escoava a uma velocidade de 3,2 m/s. Entre duas seções 
distantes uma da outra, equivalente a 20 m, a perda de pressão, quando o fluido era água, 
correspondia a 40 kPa. O benzeno será escoado a uma mesma temperatura a partir do mesmo 
conduto. Assim, objetiva-se ter a mesma perda de pressão entre as seções. Dados: = 9,8 x 
10-4 N.s/m2, = 6,4 x 10-4 N.s/m2, ambos a 20ºC. Acerca do exposto, a velocidade de 
escoamento do benzeno será um número entre: 
 
• 3,1 e 4 m/s. 
✓ 4,1 e 5 m/s. 
• 2,1 e 3 m/s. 
• 0 e 1 m/s. 
• 1,1 e 2 m/s. 
 
2. Na figura a seguir, tem-se uma representação gráfica da equação de Bernoulli para um 
escoamento permanente, incompressível, com propriedades uniformes nas seções transversais, 
com atrito viscoso e sem realização de trabalho de um eixo em um duto horizontal de diâmetro 
pequeno constante. 
 
Fonte: Livi (2017, p. 110). 
 
Com base no exposto, sobre a equação de Bernoulli, analise as afirmativas a seguir. 
 
I. A perda de carga é mostrada por meio da linha de energia que diminui com o tempo. 
II. A linha piezométrica diminui com o tempo, por isso, ela é variável. 
III. A carga, devido à energia cinética, é constante. 
IV. A carga denominada hp representa as perdas ao longo do escoamento. 
 
Está correto o que se afirma em: 
 
✓ I, III e IV, apenas. 
• I, II e III, apenas. 
• II e III, apenas. 
• I e II, apenas. 
• II, III e IV, apenas. 
 
3. Leia o excerto a seguir: 
“Escoamentos normalmente são fenômenos tridimensionais, transitórios e complexos. Entretanto, 
em muitos casos, é normal utilizarmos hipóteses simplificadoras para que seja possível analisar o 
problema sem sacrificar muito a precisão dos resultados da análise. Uma destas hipóteses é a de 
considerar o escoamento real como unidimensional ou bidimensional”. 
 
MUNSON, B. R.; YOUNG, D. F.; OKIISHI, T. H. Fundamentos da Mecânica dos Fluidos. 
Tradução da quarta edição americana de: Euryale de Jesus Zerbini. São Paulo: Edgard Blucher, 
2004. p. 148. 
 
A respeito dos escoamentos uni, bi e tridimensionais, analise as afirmativas a seguir e 
assinale V para a(s) Verdadeira(s) e F para a(s) Falsa(s). 
 
I. ( ) O escoamento de ar em torno de uma asa de avião é um exemplo de escoamento 
tridimensional. 
II. ( ) Um campo de escoamento uniforme é um escoamento unidirecional. 
III. ( ) Um escoamento que pode ser representado por linhas de corrente é bidirecional. 
IV. ( ) Um escoamento é unidimensional em uma tubulação com diâmetro variável. 
 
Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta: 
 
• V, V, F, F. 
• F, V, V, V. 
✓ V, V, V, V. 
• V, V, F, V. 
• F, V, F, V. 
 
4. Leia o excerto a seguir. 
 
“Um volume de controle pode ser selecionado como uma região arbitrária do espaço por meio do 
qual o fluido escoa, e a superfície de controle que o delimita pode ser fixa, móvel ou, até mesmo, 
deformável durante o escoamento. Além disso, a taxa de escoamento de qualquer quantidade que 
entra ou sai de um volume de controle depende da velocidade do escoamento em relação à 
superfície de controle”. 
 
ÇENGEL, Y.; CIMBALA, J. M. Mecânica dos Fluidos: Fundamentos e Aplicações. São Paulo: Mc 
Graw Hill Editora, 2007. p. 199. 
 
Considerando o exposto, sobre volumes de controles fixos ou móveis, analise as afirmativas a 
seguir. 
 
I. Um avião é um volume de controle móvel. 
II. Uma mangueira de jardim com um bocal presa a um tripé é um exemplo de controle fixo. 
III. Os gases dentro de um motor à combustão são um exemplo de volume de controle deformável. 
IV. O ar dentro de uma seringa é um exemplo de controle móvel. 
 
Está correto o que se afirma em: 
 
• I, III e IV, apenas. 
• II e III, apenas. 
• I e II, apenas. 
• II, III e IV, apenas. 
✓ I, II e III, apenas. 
 
5. Um túnel aerodinâmico está esquematizado conforme a figura a seguir. Ele foi projetado para que, 
na seção A, a veia livre de seção quadrada de 0,2 m de cada lado tenha uma velocidade média de 
60 m/s. A perda de carga entre a seção A e 0 é de 100 m e entre a seção 1 e A é de 100 m. 
 
 
Fonte: Brunetti (2008, p. 111). 
 
Sabendo que = 12,7 N/m3, a diferença de pressão entre as seções 1 e 0, dada por p1 - p0, 
assinale a alternativa que apresenta o valor do intervalo para essa diferença de pressão. 
 
• 0 e 1.000 Pa. 
• 4.001 e 5.000 Pa. 
✓ 2.001 e 3.000 Pa. 
• e 2.000 Pa. 
• 3.001 e 4.000 Pa. 
 
6. A figura a seguir ilustra que existe uma enorme distância entre a equação de Euler (que admite o 
deslizamento nas paredes) e a equação de Navier-Stokes (que mantém a condição de não 
escorregamento). Na parte “(a)” da figura, mostra-se essa distância e, na parte “(b)”, a camada 
limite é mostrada como a ponte que veio preencher a referida distância. 
 
 
Fonte: Çengel e Cimbala (2007, p. 445). 
 
A respeito da teoria da camada limite e dessa ilustração, analise as afirmativas a seguir e 
assinale V para a(s) Verdadeira(s) e F para a(s) Falsa(s). 
 
I. ( ) A teoria da camada limite preenche o espaço entre a equação de Euler e a equação de 
Navier-Stokes. 
II. ( ) As regiões denominadas escoamento sem viscosidade possuem número de Reynolds muito 
alto. 
III. ( ) Essa ilustração compara a equação de Euler e a equação de Navier-Stokes a duas 
montanhas. 
IV. ( ) A teoria da camada limite é comparada a uma ponte que diminui o espaço entre as duas 
equações citadas. 
 
Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta. 
 
• V, V, F, V. 
✓ V, V, V, V. 
• V, V, V, F. 
• F, F, F, F. 
• F, V, F, V. 
 
7. Leia o excerto a seguir. 
 
“O poder do uso da análise dimensional e da similaridade para suplementar a análise experimental 
pode ser ilustrado pelo fato de que os valores reais dos parâmetros dimensionais, como densidade 
ou velocidade, são irrelevantes. Desde que os ’s independentes sejam iguais entre si, a 
similaridade é atingida, mesmo que sejam usados fluidos diferentes”. 
 
ÇENGEL, Y.; CIMBALA, J. M. Mecânica dos Fluidos: Fundamentos e Aplicações. São Paulo: Mc 
Graw Hill Editora, 2007. p. 242. 
 
A partir do exposto, sobre a teoria da similaridade, analise as asserções a seguir e a relação 
proposta entre elas. 
 
I. Pode-se testar um modelo de avião ou automóvel em um túnel de água. 
Pois: 
II. Se os ’s independentes obtidos no teste foram iguais entre si, o fluido não importa. 
 
A seguir, assinale a alternativa correta. 
 
• A asserção I é uma proposição verdadeira, e a asserção II é uma proposição falsa. 
• As asserções I e II são proposições verdadeiras, mas a II não é uma justificativa correta da I. 
• As asserções I e II são proposições falsas. 
• A asserção I é uma proposição falsa, e a II é uma proposição verdadeira. 
✓ As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a II é uma justificativa correta da I. 
 
8. 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:• I e II, apenas. 
• II, III e IV, apenas. 
• II e III, apenas. 
• I, III e IV, apenas. 
✓ I, II e III, apenas. 
 
9. 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: 
 
• I, III e IV, apenas. 
• II e III, apenas. 
• I e II, apenas. 
• I, II e III, apenas. 
✓ II, III e IV, apenas. 
 
10. Leia o excerto a seguir. 
 
“A Aquamarine Power, uma empresa de energia das ondas, localizada na Escócia, desenvolveu 
um inovador conversor hidroelétrico de energia das ondas, conhecido como Ostra. O dispositivo 
Ostra consiste em uma simples aba mecânica articulada, conectada ao fundo do mar, em torno de 
10m de profundidade. Conforme as ondas passam, elas forçam a aba a se mover; a aba, por sua 
vez, aciona pistões hidráulicos que entregam água à alta pressão, por uma tubulação, a uma 
turbina elétrica situada em terra”. 
 
FOX, R. W. et al. Introdução à Mecânica dos Fluidos. 8. ed. LTC Editora, 2010. p. 153. 
 
Considerando o exposto, sobre a produção de energia elétrica a partir das ondas do mar, analise 
as afirmativas a seguir. 
 
I. A energia do movimento das ondas é denominada energia cinética. 
II. A energia potencial, nesse exemplo, é maior do que a energia cinética. 
III. Existe força de pressão, pois o dispositivo se encontra a 10m de profundidade. 
IV. O aproveitamento das ondas do mar para gerar energia elétrica é um ramo em expansão em 
fenômenos de transporte. 
 
Está correto o que se afirma em: 
 
• I, II e IV, apenas. 
• II e III, apenas. 
✓ I, III e IV, apenas. 
• II, III e IV, apenas. 
• I e II, apenas.