PROBLEMAS Fluidos - exercicios resolvidos-19

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Equações fundamentais - formulação integral 37 
 
Problemas de Mecânica dos Fluidos I – Ano letivo 2012-2013 
 
 
PROBLEMA 78 
Na figura está representada uma turbina reversível, podendo portanto funcionar 
também como bomba em determinados períodos, elevando então a água 
(ρ€= 1000 kg m-3) da zona de descarga para a albufeira de captação. Admita que o 
escoamento é ideal, quer num quer no outro sentido do fluxo, e que em qualquer dos 
casos o rendimento de conversão é de 100%. 
a) Qual a potência debitada pela turbina, quando o caudal escoado for de 300 m3/h. 
b) Considere agora o funcionamento como bomba. Se a potência fornecida pelo motor 
de acionamento for igual à que se obtém em a), o caudal em circulação será maior 
ou menor? Justifique. 
c) Na situação de funcionamento como turbina, se a mesma fosse colocada mais 
próxima da captação, mantendo-se as restantes condições, a potência recolhida 
seria maior ou menor? E se a descarga se desse, não à profundidade indicada mas, 
por exemplo, livremente para a atmosfera, man- 
 
 
tendo-se o desnível de 33 m 
entre a superfície livre e a 
descarga, de que modo a 
potência da turbina seria 
afetada? 
Vê algum interesse em a 
descarga ser feita em 
profundidade e a turbina ser 
colocada no ponto indicado 
e não a uma cota superior? 
 
PROBLEMA 79 
A figura representa esquematicamente 
um troço de tubagem que lança um jato de 
água (ρ = 1000 kg m-3) na atmosfera 
(pa = 105 Pa). 
a) Qual o desnível h verificado no 
manómetro de mercúrio (d=13,6) quando o 
caudal escoado for de 1,5 Ls-1 ? (O ramo 
da esquerda do manómetro está em 
contacto com a atmosfera) 
b) Caracterize (intensidade, sentido e 
direção) a força exercida pela conduta 
sobre o suporte para o mesmo valor do 
caudal (não despreze o peso da água). 
 
33
00
70
0
h
φ25
φ7
5
Ligação 
flexível
V
água
 4000 
Equações fundamentais - formulação integral 38 
 
Problemas de Mecânica dos Fluidos I – Ano letivo 2012-2013 
 
 
PROBLEMA 80 
Gasolina (d=0,68) é bombada a um 
caudal de 0,12 m3/s conforme se indica 
na figura. Sabendo que as perdas 
verificadas entre as secções 1 e 2 
(entrada e saída) são iguais a 0,3 
V12/2, qual a diferença de pressão 
verificada entre essas secções quando 
a bomba transmite ao fluido uma 
potência de 20 kW? 
 
 
 
 
 
 
 
PROBLEMA 81 
A figura representa parte de uma instalação de um sistema hídrico. O caudal de água 
(ρ=1000 kg m-3) é de 0,5 m3/s e a turbina tem uma eficiência de 90%. 
 
a) Determine a potência útil da turbina. 
Considere agora que a descarga se faz ao 
nível da turbina (Z2=0), para a 
atmosfera,z2=0, p2=patm e que a potência útil 
debitada, para o mesmo caudal, é de 100 kW. 
 
b) Considerando Z1≈Z2, determine a força a 
que está sujeito o suporte de fixação da 
turbina. 
 
 
 
 
 
 
T
0,8 m 
Hg (d=13,6)
φ=0,2 m 
φ=0,15 m 
Z 2 =0
Z 11
2 
 
 
 
g
2
1
Q=0.122 m3/s
D2=0.2 m
D1=0.1 m
Bomba
3
 m