Avaliação Final (Discursiva) - Individual - Mecânica dos Fluidos - Uniasselvi

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04/10/2023,
 
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Avaliação Final (Discursiva) - Individual (Cod.:886594) Código da prova: 70528249
Disciplina: Mecânica dos Fluidos (EMC104) Período para responder: 19/09/2023 - 04/10/2023 Peso: 4,00
1 -
[Laboratório Virtual – Experimento de Reynolds] Na prática experimental do laboratório virtual desta disciplina, você conheceu o Experimento de Reynolds, executado para observação e caracterização dos regimes de escoamento de um fluido com base nas forças inerciais e forças viscosas atuantes.
Considere as equações que descrevem o cálculo da vazão volumétrica do escoamento e do número de Reynolds e analise a seguinte situação:
Um professor de mecânica dos fluidos propôs para os alunos realizar o experimento de Reynolds utilizando água como líquido no escoamento. O experimento deve ser conduzido em uma tubulação de diâmetro constante e em regime permanente de escoamento (vazão constante ajustada), porém um dos experimentos ocorre com um valor de vazão volumétrica menor (2 L/min) e outro experimento ocorre com valor de vazão volumétrica maior (4,5 L/min). Explique em qual dos dois experimentos os alunos encontrarão a maior velocidade de escoamento e o maior número de Reynolds?
Minha Resposta: Em experimentos nos quais as taxas de fluxo volumétrico são mais elevada, atingindo 4,5 L/min, os estudantes irão observar taxas de fluxo superiores e valores de Reynolds mais elevados. Esse fenômeno ocorre devido à relação direta entre a velocidade de fluido e a taxa de fluxo volumétrico, ou seja, à medida que a taxa de fluxo aumenta, a velocidade também aumenta. Além disso, o número de Reynolds é uma medida da turbulência do fluxo e é diretamente proporcional tanta à velocidade do fluido quanto ao diâmetro interno do tubo. Consequentemente, quanto maior a velocidade, maior será o valor do número de Reynolds.
Resposta Esperada: No experimento conduzido com maior valor de vazão volumétrica (4,5 L/min), a velocidade do escoamento será maior em comparação ao experimento utilizando menor valor de vazão volumétrica (2 L/min). Isso ocorre porque a vazão é mantida constante em cada experimento e o diâmetro da tubulação também é constante (mantendo a área de seção transversal do tubo constante). Portanto, nestas condições, qualquer aumento de vazão volumétrica causará aumento na velocidade de escoamento para manter o regime permanente. O fluido utilizado nos dois experimentos é igual, portanto a densidade absoluta e a viscosidade do fluido são constantes. A área de seção transversal do tubo também é constante, assim, o experimento com maior velocidade e maior vazão volumétrica terá maior valor de número de Reynolds (Re).
2 - O cálculo da vazão volumétrica do escoamento é um dos parâmetros hidráulicos necessários para o correto dimensionamento e seleção de uma bomba hidráulica. Considere que óleo escoa por uma tubulação horizontal de diâmetro constante conforme ilustra a figura a seguir. Devido à alta viscosidade do óleo, o
escoamento é laminar. Nas condições propostas, calcule a vazão do escoamento do óleo, em "m³/h" para um
regime laminar (Re = 2100).
Minha Resposta: 2100 = 890 . v . 0,023 / 0,1
v = 10,26m/s
10,26 . (pi . 0,023^2 / 4)
15,336m3/h
Resposta Esperada: (Não informado)
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