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LISTA DE EXERCÍCIOS 4 – Fenômenos de transporte
1. Considere o escoamento incompressível e permanente através do dispositivo mostrado. Determine a magnitude e o sentido da vazão volumétrica através da abertura 3. (Resposta -5 ft³/s)
2. Considere o escoamento permanente de água em uma junção de tubos conforme mostrado no diagrama. As áreas das seções são: A1 = 0,2 m2; A2 = 0,2 m2; A3 = 0,15 m2. O fluido também vaza para fora do tubo através de um orifício no ponto 4, com uma vazão volumétrica estimada em 0,1 m3/s. As velocidades médias nas seções 1 e 3 são u1 = 5 m/s e u3 = 12 m/s. Determine a velocidade do escoamento na seção 2. Considerações: escoamento permanente, incompressível e propriedades uniformes em cada seção. (Resposta: -4,5 m/s)
3. Um tanque com volume de 0,05 m3 contêm ar a pressão absoluta de 800 kPa. No tempo t=0 o ar escapa do tanque através de uma válvula com uma área de escoamento de 65mm2 . O ar que passa pela válvula tem uma velocidade de 300 m/s e uma massa especifica de 6 kg/m3. As propriedades no resto do tanque podem ser consideradas uniformes a cada instante. Determine a taxa instantânea de variação da massa especifica do ar no tanque, em t=0. [Resposta: -2,34 (kg/m³)/s]
4) Um fluido escoa numa tubulação de raio R em regime laminar e permanente. A velocidade V é dada pela equação:
Onde r é a distância radial a partir do eixo central do tubo. Determine o fluxo de massa da tubulação.
Hipóteses:
• Escoamento permanente
• Escoamento incompressível
• Velocidade não-uniforme nas seções onde o fluido cruza as fronteiras.
5) Água escoa em um tubo conforme mostrado. R = 3 in, umáx =10 ft/s. Determine a velocidade uniforme na entrada, U.
Considerações: (1) Escoamento permanente.
 (2) Escoamento incompressível.
 (3) Escoamento uniforme na seção de entrada.
6) Um tanque retangular, com dimensões H =230 mm, W =150 mm e L =230 mm, fornece água para um tubo de saída com diâmetro D = 6,35 mm. Quando o tanque está metade cheio, o escoamento no tubo tem um número de Reynolds Re = 2000. Neste instante, não existe escoamento de água para dentro do tanque. Determine a taxa de variação do nível de água no tanque nesse instante.
Considerações: (1) Escoamento uniforme na saída do tubo.
 (2) Escoamento incompressível.
 (3) Despreze o ar entrando no volume de controle.