Fenomenos de Transporte - Atividade A2

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Um manômetro conecta uma tubulação de óleo a uma tubulação de água conforme é mostrado na figura a seguir:
 
Fonte: Elaborada pela autora.
 
Sendo Sóleo
= 0,86 e SHg = 13,6 (S é a gravidade específica dada pela relação entre a massa específica de uma substância e a massa específica da água, por isso é adimensional) e      água
= 9.800 N/m3.
 
Nesse sentido, assinale a alternativa que apresente a diferença de pressão dos valores entre as tubulações de água e óleo:
Leia o excerto a seguir:
“Depois do comprimento de entrada, ou seja, no escoamento estabelecido, o perfil de velocidade fica invariante ao longo de um duto de seção constante, e a forma da distribuição real de velocidade depende de o regime ser laminar ou turbulento. Para um escoamento laminar num duto de seção transversal circular, a distribuição (perfil) de velocidade numa seção é parabólica”.
 
LIVI, C. P. Fundamentos de fenômenos de transporte: um texto para cursos básicos. 2. ed. [S.l.]: LTC, 2017. p. 71-72.
 
Assuma-se o diagrama de velocidades indicado na figura a seguir, em que a parábola tem seu vértice a 20 cm do fundo.
Fonte: Adaptada de Brunetti (2008, p. 15).
 
BRUNETTI, F. Mecânica dos fluidos. 2. ed. revisada. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2008.
 
A respeito do perfil de velocidade abordado na figura apresentada, analise as afirmativas a seguir e assinale V para a(s) Verdadeira(s) e F para a(s) Falsa(s).
 
I. (  ) O escoamento é turbulento.
II. (  ) Na superfície a velocidade é máxima e vale 2,5 m/s.
III. (  ) A uma profundidade de 20 cm a velocidade é igual a zero.
IV. (  ) O perfil de velocidade parabólico é dado por uma equação onde v = a.y2 + b.y + c. Sendo que c = 0.
 
Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta:
Um tubo possuindo 12 cm de diâmetro teve sua vazão medida e apresentou uma leitura da vazão de 0,06 m3/s. O diâmetro do tubo sofre um estrangulamento e é reduzido para um novo valor igual a 4,8 cm. Gostaríamos de estudar a velocidade de escoamento ao longo dessa tubulação. Considerando um perfil de velocidade uniforme, a velocidade máxima da água que atravessa este tubo é um número entre:
Leia o excerto a seguir:
“Uma das leis mais fundamentais da natureza é a 1a Lei da Termodinâmica, também conhecida como princípio da conservação de energia. Ela afirma que a energia não pode ser criada, apenas transformada”.
 
ÇENGEL, Y.; CIMBALA, J. M. Mecânica dos fluidos: fundamentos e aplicações. Tradução de: ROQUE, K. A.; FECCHIO, M. M. São Paulo: Mc Graw Hill, 2007. p. 175.
 
A respeito da lei da conservação de energia, analise as afirmativas a seguir e assinale V para a(s) Verdadeira(s) e F para a(s) Falsa(s).
 
I. ( ) A força potencial só tem componente vertical.
II. ( ) A energia cinética de uma partícula parada é zero.
III ( ) Um líquido em movimento tem pelo menos as energias cinética e de pressão.
IV. ( ) A força de pressão é sempre tangencial.
 
Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta:
Leia o excerto a seguir:
“[...] uma variação de elevação z (coordenada cartesiana, em m) em um fluido em repouso corresponde a P/g (sendo que  é a densidade, em kg/m3) , o que sugere que uma coluna de fluido pode ser usada para medir diferenças de pressão  [...] um dispositivo que se baseia neste princípio é chamado de manômetro, normalmente usado para medir diferenças de pressão pequenas e moderadas” (ÇENGEL; CIMBALA, 2011, ).
 
ÇENGEL, Y.; CIMBALA, J. M. Mecânica dos fluidos: fundamentos e aplicações. Tradução de: ROQUE, K. A; FECCHIO, M. M. São Paulo: Mc Graw Hill, 2007. p. 65.
 
Considerando o excerto apresentado, sobre os manômetros, analise as afirmativas a seguir:
 
I. Os transdutores de pressão chamados de strain-gages funcionam através de um diafragma que se curva entre duas câmaras abertas para as entradas de pressão.
II. Os transdutores piezelétricos funcionam de acordo com o princípio de que um potencial elétrico pode ser gerado toda vez que uma substância cristalina sofrer uma pressão mecânica. É gerado em uma substância cristalina quando ela é submetida à pressão mecânica.
III. O manômetro de Bourdon consiste em um tubo de metal oco, geralmente em formato de gancho; dobrado como um gancho. Ao ligarmos o manômetro, o tubo elástico é submetido à pressão que queremos medir, deformando assim o tubo elástico e através de um sistema de engrenagens aciona o ponteiro, indicando a pressão da tubulação onde o equipamento foi instalado.
IV. O manômetro é usado para medir a pressão atmosférica.
 
Está correto o que se afirma em:
A pressão real em determinada posição é chamada de pressão absoluta, e é medida com relação ao vácuo absoluto (ou seja, a pressão absoluta zero). A maioria dos dispositivos de pressão, porém, é calibrada para ler o zero na atmosfera, e assim, o dispositivo indica a diferença entre a pressão absoluta e a pressão atmosférica local, que é chamada de pressão manométrica.
ÇENGEL, Y.; CIMBALA, J. M. Mecânica dos fluidos: fundamentos e aplicações. Tradução de Roque, K. A e Fecchio, M. M[1] . São Paulo: Mc Graw Hill, 2007. p. 57.
A partir do apresentado sobre pressão e medidores de pressão, analise as asserções a seguir e a relação proposta entre elas.
 
I. O medidor utilizado para medir a pressão do ar de um pneu assim como outros medidores indica a pressão manométrica.
Porque
II. O medidor está medindo a pressão do pneu em relação à pressão atmosférica e não em relação ao vácuo absoluto.
Um furacão é uma tempestade tropical que se forma acima do oceano pelas baixas pressões atmosféricas. A velocidade média dos ventos em um furacão foi medida como sendo de 180 km/h. Considere-se que a massa específica do ar é de 1,2 kg/m3 e que um arranha-céu tem 120 janelas medindo 1 m x 2 m cada.
 
Nesse sentido, calcule a força do vento sobre cada janela, que será um número entre:
Leia o excerto a seguir:
“O princípio da conservação de massa para um volume de controle pode ser expresso como: a transferência total de massa para dentro ou para fora de um volume de controle durante um intervalo de tempo t que é igual à variação total (aumento ou diminuição) da massa total dentro do volume de controle durante t”.
 
ÇENGEL, Y.; CIMBALA, J. M. Mecânica dos fluidos: fundamentos e aplicações. São Paulo: Mc Graw Hill, 2007. p. 151.
 
A partir do apresentado, analise as asserções a seguir e a relação proposta entre elas.
 
I. Esse princípio pode ser usado para explicar o funcionamento de um compressor de ar, devido ao fato de que a quantidade de massa que entra no compressor é a mesma quantidade de ar que sai do equipamento.
Pois:
II. As velocidades de entrada e saída de ar diferentes são compensadas pela área de entrada e saída de ar.
 
A seguir, assinale a alternativa correta:
Leia o excerto a seguir:
“Muitos sistemas fluidos foram projetados para transportar um fluido de um local para outro a uma vazão, velocidade e diferença de elevação especificadas, e o sistema pode gerar trabalho mecânico em uma turbina, ou pode consumir trabalho mecânico em uma bomba durante esse processo”.
 
ÇENGEL, Y.; CIMBALA, J. M. Mecânica dos fluidos: fundamentos e aplicações. Tradução de Roque, K. A e Fecchio, M. M. São Paulo: Mc Graw Hill, 2007. p. 156.
 
Considerando o excerto apresentado, sobre a energia mecânica, analise as afirmativas a seguir:
 
I. Uma turbina hidráulica transforma energia mecânica em energia elétrica, através da energia potencial de uma queda d’água.
II. Uma bomba transfere a energia mecânica para um fluido elevando sua pressão.
III. Um ventilador produz uma sensação agradável utilizando a energia cinética do ar.
IV. A energia mecânica de um fluido varia durante um escoamento mesmo se sua pressão, velocidade e elevação permanecerem constantes.
 
Está correto o que se afirma em:
Leia o trecho a seguir:
“O fluxo de massa em uma seção é a massa do fluido que escoa através da seção por unidade de tempo. Logo, o transporte de massa é decorrente do campo de velocidade de escoamento. As distribuições (perfis) reais de velocidade numa seção geralmente não são uniformes, pois os fluidos viscososapresentam a propriedade de aderência às superfícies sólidas com as quais estão em contato”.
 
LIVI, C. P. Fundamentos de fenômenos de transporte: um texto para cursos básicos. 2. ed. [S.l.]: LTC, 2017. p. 71-72.
 
A partir do apresentado, analise as asserções a seguir e a relação proposta entre elas.
 
I. O princípio do perfil de velocidade pode ser usado para explicar o funcionamento do óleo lubrificante nas paredes da tubulação do motor de um automóvel.
Pois:
II. Por ser um fluido viscoso o óleo lubrificante adere às paredes do motor fazendo com que o combustível tenha um fluxo mais uniforme.
 
A seguir, assinale a alternativa correta: