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Iniciado em terça-feira, 9 abr. 2024, 15:43 Estado Finalizada Concluída em terça-feira, 9 abr. 2024, 16:43 Tempo empregado 59 minutos 23 segundos Notas 0,95/1,15 Avaliar 1,32 de um máximo de 1,60(82,61%) Questão 1 Correto Atingiu 0,05 de 0,05 Responda com P para regime permanente ou T para transiente, seguido (com um espaço) de 1D, 2D ou 3D para uni, bi ou tridimensional, respectivamente. Exemplo: T 2D (resposta para transiente e bidimensional) Escolha uma opção: a. T 3D b. T 1D c. P 1D d. P 3D e. P 2D f. T 2D = (ax − by)V ⃗ î Sua resposta está correta. O campo de escoamento fornecido não sofre variação ao longo do tempo, portanto é permanente. Além disso, varia apenas ao longo de x e y, portanto é bidimensional. A resposta correta é: P 2D Questão 2 Correto Atingiu 0,05 de 0,05 Questão 3 Correto Atingiu 0,10 de 0,10 Responda com P para regime permanente ou T para transiente, seguido (com um espaço) de 1D, 2D ou 3D para uni, bi ou tridimensional, respectivamente. Exemplo: T 2D (resposta para transiente e bidimensional) Escolha uma opção: a. T 2D b. P 3D c. P 1D d. P 2D e. T 3D f. T 1D = ax + + ayV ⃗ î ebt ĵ k̂ Sua resposta está correta. O campo de escoamento fornecido sofre variação ao longo do tempo, portanto é transiente. Além disso, varia apenas ao longo de x e y, portanto é bidimensional. A resposta correta é: T 2D Faça a associação correta. Curvas tangentes ao vetor velocidade em todos os pontos, num determinado instante Caminho percorrido por uma determinada partícula do fluido Lugar geométrico das posições das partículas que passaram anteriormente num dado ponto linhas de corrente linhas de trajetória linhas de emissão Sua resposta está correta. A resposta correta é: Curvas tangentes ao vetor velocidade em todos os pontos, num determinado instante → linhas de corrente, Caminho percorrido por uma determinada partícula do fluido → linhas de trajetória, Lugar geométrico das posições das partículas que passaram anteriormente num dado ponto → linhas de emissão. Questão 4 Incorreto Atingiu 0,00 de 0,10 Qual a representação gráfica mais correta para as linhas de corrente do campo de escoamento definido por ? Escolha uma opção: a. b. c. = + 2xV ⃗ î ĵ d. e. f. g. h. i. Sua resposta está incorreta. Para obter as linhas de corrente a partir do campo de escoamento, basta aplicar as relações Questão 5 Correto Atingiu 0,05 de 0,05 (i). No referido problema, as componentes da velocidade são , que substituídas na equação (i) resultará em . O gráfico da função acima corresponde a uma parábola. É possível traçar linhas representativas do escoamento para diferentes valores de C O sentido do escoamento é obtido pela análise dos sinais de u e v. A resposta correta é: = = dx u dy v dz w u = 1 v = 2x w = 0 = → = 2x → y(x) = + C dx 1 dy 2x dy dx x2 Para obter-se a expressão das linhas de corrente a partir do campo de escoamento, basta aplica a equação . Escolha uma opção: Verdadeiro Falso dxu = dyv = dzw A resposta correta é 'Falso'. Questão 6 Correto Atingiu 0,05 de 0,05 Questão 7 Incorreto Atingiu 0,00 de 0,05 Questão 8 Correto Atingiu 0,05 de 0,05 As linhas de corrente e emissão são obtidas por representações gráficas de um determinado instante do escoamento, diferentemente das linhas de trajetória, que necessitam de uma análise ao longo de um determinado período. Escolha uma opção: Verdadeiro Falso A resposta correta é 'Verdadeiro'. A pressão manométrica da atmosfera, no nível do mar, vale, aproximadamente, 100 kPa. Escolha uma opção: Verdadeiro Falso Pressão manométrica é definida pela diferença entre a pressão do ponto de medição e a pressão do ambiente. Portanto, a pressão manométrica da atmosfera e a diferença entre a pressão atmosférica e ela mesma, ou seja, zero. A resposta correta é 'Falso'. A unidade kgf/cm g se refere à pressão manométrica, enquanto kgf/cm a, à pressão absoluta. Escolha uma opção: Verdadeiro Falso 2 2 A letra g, ao final de kgf/cm²g, corresponde a gauge (manométrica), enquanto a, ao final de kgf/cm²a, a absoluta. A resposta correta é 'Verdadeiro'. Questão 9 Correto Atingiu 0,10 de 0,10 Questão 10 Correto Atingiu 0,10 de 0,10 Questão 11 Correto Atingiu 0,10 de 0,10 Um fluido ocupa um volume de 1,50 m e sua massa é 2845 kg. Calcule e responda com as respectivas unidades na caixa de opções à direit (considere ρágua = 1000 kg/m e g = 9,80 m/s ) : a) a massa específica; Resposta: 1896,67 3 3 2 kg/m3 A massa específica de um fluido é definida pela relação entre massa e voluma, ou seja: ρ = m/V = 2845 / 1,5 = 1897 kg/m A resposta correta é: 1897 kg/m3 3 Um fluido ocupa um volume de 1,50 m e sua massa é 2845 kg. Calcule e responda com as respectivas unidades na caixa de opções à direit (considere ρágua = 1000 kg/m e g = 9,80 m/s ): b) o peso específico; Resposta: 18,59 3 3 2 kN/m3 O peso específico de um fluido (letra grega gama) é definido pela relação entre peso e volume, podendo ser calculado pelo produto entre massa específica ρ e a gravidade g: 1897 x 9,81 = 18,6 kN/m A resposta correta é: 18606 N/m3 γ = ρ ⋅ g = 3 Um fluido ocupa um volume de 1,50 m e sua massa é 2845 kg. Calcule e responda com as respectivas unidades na caixa de opções à direit (considere ρágua = 1000 kg/m e g = 9,80 m/s ) : c) a densidade. Resposta: 1,90 3 3 2 (adimensional) A densidade de um fluido é definida pela razão entre a massa específica do fluido e a de um fluido de referência. O fluido de referência, normalmente, será a água. Portanto d = ρ / ρ = 1897 / 1000 = 1,9 A resposta correta é: 1,90 (adimensional) água Questão 12 Correto Atingiu 0,05 de 0,05 Questão 13 Correto Atingiu 0,05 de 0,05 Questão 14 Correto Atingiu 0,05 de 0,05 A pressão e temperatura têm pouca influência na viscosidade. Escolha uma opção: Verdadeiro Falso A resposta correta é 'Falso'. A tensão cisalhante decorrente do atrito direto entre dois corpos sólidos depende de um coeficiente e da tensão normal. Porém, quando h um fluido entre os dois, esta tensão cisalhante depende de um coeficiente e da velocidade de deslizamento, não importando o valor da tensão normal. Escolha uma opção: Verdadeiro Falso A resposta correta é 'Verdadeiro'. Sofrem grandes aumentos da tensão cisalhante para pequenos incrementos da taxa de cisalhamento. Escolha uma opção: a. plástico ideal b. pseudoplástico c. dilatante d. ideal e. newtoniano Sua resposta está correta. A resposta correta é: dilatante Questão 15 Correto Atingiu 0,05 de 0,05 Apresenta um aumento de tensão cisalhante suficiente para uma pessoa caminhar pela sua superfície livre. É exemplificado pelas suspensõ de amido. Escolha uma opção: a. dilatante b. newtoniano c. plástico ideal d. ideal e. pseudoplástico Sua resposta está correta. A resposta correta é: dilatante Questão 16 Incorreto Atingiu 0,00 de 0,05 Classifique entre viscoso e invíscido o escoamento da água ao redor de um duto submarino com 0,5 m de diâmetro em um local cuja correnteza tem velocidade média de 1,0 m/s. Escolha uma opção: a. invíscido (não viscoso) b. viscoso Sua resposta está incorreta. Primeiramente, devemos avaliar o número de Reynolds para o referido escoamento, pois ele pode mostrar se as tensões cisalhantes (viscos são significativas quando comparadas com as forças inerciais. Esse adimensional é calculado por , onde ρ é a massa específica do fluido; V é a velocidade média de escoamento; L é a largura característica, que nesse caso corresponde ao diâmetro do tubo; e μ é a viscosidade do fluido. Para o escoamento em questão: , que se trata de um valor bastante elevado. Portanto, pode-se dizer que, nesse escoamento, as tensões cisalhantes são relativamente pequenas. No entanto, para ser classificado como escoamento não viscoso (invíscido), é necessário que a viscosidade possa ser totalment desprezada. Um escoamento não viscoso ao redor deum cilindro (tubo) teria linhas de corrente como representadas na figura abaixo. Conforme observado, a velocidade no ponto A é nula (ponto de estagnação) ao passo que a velocidade aumenta chegando a um valor máximo em B, o que é caracterizado pelas linhas de corrente mais próximas. Na parte de trás (trajeto BC), a velocidade volta a diminuir, voltando a ser nula em C. Sabe-se que ao longo de uma linha de corrente, um aumento de velocidade implica em uma diminuição de pressão e vice-versa. Portanto, diagrama de pressões atuantes ao redor do cilindro pode ser interpretado pela figura abaixo. Nesse caso, a distribuição de pressões é simétrica e, consequentemente, não contribui para a força de arrasto. Re = ρVL μ Re = = 5 ⋅ 1000 ⋅ 1, 0 ⋅ 0, 5 10−3 105 Ressalta-se que as figuras acima correspondem a um escoamento não viscoso (invíscido), onde as tensões cisalhantes são totalmente desprezadas. No entanto, num escoamento com elevadas velocidades (número de Reynolds elevado), a tensão cisalhante ao longo do trecho BC ("atrito" aliada ao gradiente de pressão adverso (pressão cresce no sentido do escoamento), faz com que a velocidade seja reduzida a zero antes de alcançar o ponto C. Consequentemente, ocorre um descolamento da camada limite (região muito próxima da superfície sólida) e a formação de uma esteira, muitas vezes instável e com desprendimento de vórtices. Essa esteira causa uma redução da pressão na parte de trás, desbalanceando as pressões ao redor do cilindro (a pressão na frente continua elevada). Então, a integral da pressão ao londo do superfície resultará numa força significativa (força de arrasto). Portanto, apesar da tensão cisalhante ser pequena (Re elevado), ela é responsável pelo formação da esteira, que, por sua vez, tem impacto significativo para o escoamento (ex.: na força de arrasto). Conclui-se que, nesse caso, a viscosidade não pode ser totalmente desprezad o escoamento deve ser considerado como viscoso. A resposta correta é: viscoso Questão 17 Correto Atingiu 0,05 de 0,05 Classifique entre laminar e turbulento o escoamento no interior de uma adutora de água. Escolha uma opção: a. turbulento b. laminar Sua resposta está correta. Para prever se o escoamento será laminar ou turbulento, devemos avaliar o valor do número de Reynolds, calculado por , onde ρ é a massa específica do fluido; V é a velocidade média de escoamento; L é a largura característica, que nesse caso corresponde ao diâmetro do tubo; e μ é a viscosidade do fluido. Para escoamento no interior de tubulações, valores de Re inferiores a 2000 correspondem ao regime laminar. Entre 2000 e 4000, há uma transição para o turbulento, que é constatado para Re acima de 4000. Ao substituir valores usuais para adutoras de água na fórmula acima, veremos que, certamente, trata-se de um número de Reynolds muito elevado. Portanto o escoamento é classificado como turbulento. A resposta correta é: turbulento Re = ρVL μ Questão 18 Correto Atingiu 0,05 de 0,05 Classifique entre compressível e incompressível o escoamento permanente no interior de uma adutora de água. Escolha uma opção: a. incompressível b. compressível Sua resposta está correta. Para prever se o escoamento será compressível ou incompressível, podemos avaliar o valor do número de Mach, calculado por , onde V é a velocidade do escoamento e a é a velocidade do som no fluido. Para escoamento no interior de tubulações, as velocidades aplicadas, quase sempre, são inferiores a 3 m/s. A velocidade do som no interior tubulações é calculado em função das características do fluido e da tubulação. Para água, 1000 m/s é usualmente adotado para análises preliminares. Então , que é muito menor que 0,3; valor comumente aceito como limite entre escoamento incompressível e compressível. Portanto, mesmo com cálculos mais precisos da velocidade do som no interior da tubulação, o escoamento pode ser classificado como incompressível. O enunciado especifica que o escoamento é permanente. Vale ressaltar, porém, que quando se trata de transiente hidráulico, o que pode s causado por um rápido fechamento de válvula, ocorre uma brusca variação da pressão e os efeitos de compressibilidade da água devem se considerados. A resposta correta é: incompressível Ma = V a Ma = = 0, 003 3 1000
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