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PRIMEIRA AVALIAÇÃO DE FENÔMENOS DE TRANSFERÊNCIA
Nome:________________________ Data:__/__/____ Turma:______
Orientações:
• Preencha com atenção todas as informações solicitadas no cabeçalho;
• Marque com caneta apenas uma das alternativas disponíveis;
• Exponha suas idéias e seus cálculos de maneira organizada, explicando cada passo;
• Todos os cáculos e respostas dos problemas deverão estar presentes na folha resposta;
• Cuide as unidades! Eventuais erros nas unidades das respostas acarretarão em um decréscimo de 20% no valor da questão.
Resolva todas as questões teóricas!
T - 1) (1,00) Um livro antigo de hidráulica indica que a perda de energia por unidade de peso
de um �uido que escoa através de um bocal instalado numa mangueira pode ser calculado através
da equação:
h = K
(
D
d
)4
V 2
2g
onde: h é a perda de energia por unidade de peso, D é o diâmetro da mangueira, d é o diâmetro
da seção transversal mínima do bocal, V é a velocidade do �uído na mangueira, g é a aceleração
da gravidade e K é uma constante que varia de 0, 4 a 0, 9. Com base nestas informações é correto
a�rmar que (justi�que sua resposta):
(a) A equação não é dimensionalmente homogênea pois K deve ter dimensão {L}.
(b) A equação não é dimensionalmente homogênea pois energia por unidade de peso é uma
dimensão inexistente.
(c) A equação é dimensionalmente homogênea, mas não é valida para qualquer sistema de uni-
dades pois K não é adimensional.
(d) A equação é dimensionalmente homogênea e também é valida para qualquer sistema de
unidades pois K não possui dimensão.
(e) Nenhuma das alternativas anteriores.
T - 2) (1,00) Considere as seguintes a�rmações:
I - A formação de bolhas de vapor na massa �uida é iniciada quando a pressão é superior a
pessão de saturação, e este fenômeno é conhecido como ebulição.
II - Quando um �uido escoa por uma passagem estreita no interior de uma bomba sua pressão
aumenta até a ultrapassar a pressão de saturação, e assim ocorrendo a formação de bolhas de
vapor, que entrarão em colapso em regiões do escoamento com pressão menor. Durante o colapso
ocorre a liberação de grande quantidade de energia, que pode levar a corrosão do material. Este
fenômeno é conhecido como cavitação.
III - Quando a tensão de cisalhamento varia proporcionalmente com gradiente de velocidade,
este �uido é dito como sendo um �uido Newtoniano, e a constante de proporcionalidade é a
viscosidade dinâmica do �uído.
IV - O aumento de pressão em um �uido acarreta em uma diminuição do volume do mesmo,
consequentemente, o mesmo acréscimo de pressão acarretará em um aumento na massa especí�ca
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do �uido. Tal relação está indicada através dos sinais, negativo na de�nição de módulo de
elásticidade volumétrico em função da variação de volume e positivo em função da variação da
massa especí�ca.
Das a�rmações acima estão corretas:
(a) Apenas I, II e III.
(c) Apenas I e II.
(d) Apenas III e IV.
(b) Apenas III.
(e) nenhuma das alternativas anteriores.
T - 3) (1,00)Considere as seguintes a�rmações:
I - A pressão varia linearmente com a profundidade somente em �uidos homogêneos e in-
compressíveis.
II - A altura da coluna de água que corresponde a pressão de 1 atm é aproximadamente
10,33 m.
III - O ponto de atuação da força resultante em uma superfície submersa é chamado cen-
tróide.
IV - A força resultante sobre uma superfície curva submersa depende apenas das compo-
nentes da força hidrostática.
Das a�rmações acima estão corretas:
(a) Apenas I, II e III.
(c) Apenas I e II.
(d) Apenas III e IV.
(b) Apenas III.
(e) nenhuma das alternativas anteriores.
Escolha apenas 4 (quatro) problemas para resolver!
P - 1) (1,00) A �gura abaixo mostra um esquema da distribuição de velocidade para um esco-
amento laminar de um �uido newtoniano, totalmente desenvolvido, num duto de seção circular
de diâmetro constante, dada por
u(r) = U
[
1 −
( r
R
)2]
Onde: U é a velocidade máxima do pre�l, que ocorre no centro do duto, e R é o raio do duto.
Encontre o módulo, direção e sentido da tensão de cisalhamento (a) na parte superior do duto;
(b) na parte inferior do duto; (c) no centro do duto.
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P - 2) (1,00) Considerando que o módulo de elásticidade volumétrico da água seja E = 2, 22×
109 Pa, determine a variação de pressão necessária para reduzir o volume de água em 0, 8%.
P - 3) (1,00) O tubo em U da �gura abaixo contém 3 líquidos distintos: óleo, água e um
�uído desconhecido. Determine a densidade do �uído desconhecido considerando as condições
operacionais indicadas na �gura.
P - 4) (1,00) O manometro inclinado da �gura abaixo indica que a pressão no tubo A é 0,8
psi. O �uido que escoa nos tubos A e B é água e o �uido manométrico apresenta densidade 2,6.
Qual é a pressão no tubo B que corresponde a condição mostrada na �gura. Considere 1 psi =
6,895 kPa.
P - 5) (1,00) Uma comporta quadrada (4 m x 4 m) está localizada na face interna de uma
barragem, a qual possui inclinação de 45o. A parte superior da comporta está localizada a uma
profundidade de 8 m, a partir da superfície da água. Determine a força da água na comporta e
o ponto no qual a força está atuando.
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P - 6) (1,00) A �gura abaixo mostra um cubo �utuando num banho recoberto com uma camada
com 150 mm de expessura de óleo (SG = 0,9). Determine o peso do cubo.
P - 7) (1,00) Um cubo de lado igual a 1,2 m pesa 13,34 kN e �utua no banho de óleo mostrado
na �gura e �utua no banho de óleo mostrado na �gura abaixo. A distancia entre a a superfície
do banho e a superfície superior do cubo é igual a 0,61 m. Admitindo que a profundidade do
banho seja igual a 3,05 m, determine a força, e seu ponto de atuação, na parede inclinada AB
do tanque sabendo que a largura da parede é igual a 1,83 m.
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