Dinâmica de Fluidos em Tanques e Tubos

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Água à 20°C20°𝐶 flui em regime permanente por um tanque fechado, conforme figura abaixo. Na seção 1, D1=6,0cm𝐷1=6,0𝑐𝑚 e a vazão volumétrica é 100m3/h100𝑚3/ℎ. Na seção 2, D2=5,0cm𝐷2=5,0𝑐𝑚 e a velocidade média é 8,0m/s8,0𝑚/𝑠. Se D3=4,0cm𝐷3=4,0𝑐𝑚, calcule a vazão volumétrica Q3𝑄3 em m3/h𝑚3/ℎ e a velocidade média V3𝑉3 em m/s𝑚/𝑠.
1D e transiente1D e transiente
9,6
O escoamento em um canal com altura hℎ, largura B𝐵 e declividade θθ é representado na figura abaixo.
1D e transiente
Se o escoamento for laminar, o perfil de distribuição de velocidades é dado pela função
u(y)=K(hy−y22)𝑢(𝑦)=𝐾(ℎ𝑦−𝑦22)
Em que
K=ρgsenθμ𝐾=ρ𝑔𝑠𝑒𝑛θμ
Qual é a expressão para vazão volumétrica na seção transversal do canal?
Como se trata de velocidade variável ao longo da seção, utilize a fórmula geral para cálculo da vazão, Q=∫VdA𝑄=∫𝑉𝑑𝐴.
𝐾𝐵ℎ3/3
Uma bomba horizontal recalca água à uma vazão de 58m3/h58𝑚3/ℎ e 20°C. O bocal de entrada, onde a pressão é p1=120kPa𝑝1=120𝑘𝑃𝑎, tem área A1=60cm2𝐴1=60𝑐𝑚2. No bocal de saída, a pressão é p2=325kPa𝑝2=325𝑘𝑃𝑎 e a área A2=7cm2𝐴2=7𝑐𝑚2. Calcule a potência da bomba, em kW, desprezando as perdas
7,4
Um fluido ideal, sem viscosidade e incompressível, escoa por um tubo horizontal de seção quadrada de lado L1=2,0cm𝐿1=2,0𝑐𝑚. Esse tubo, a partir de certo ponto, se expande de modo a ter o lado L2=6,0cm𝐿2=6,0𝑐𝑚. Sabendo que a vazão do tubo é de 3,6litros/s3,6𝑙𝑖𝑡𝑟𝑜𝑠/𝑠, a variação da pressão ΔP=P2−P1Δ𝑃=𝑃2−𝑃1, em kPa𝑘𝑃𝑎, é de:
Dado: densidade do fluido ρ=1,0×103kg/m3ρ=1,0×103𝑘𝑔/𝑚3
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Faça a correlação mais adequada quanto às opções para classificação dos escoamentos
I - Quanto ao nível de turbulência
II - Em relação à tensão cisalhante
III - Quanto à variabilidade da massa específica
IV - Quanto às limitações dos contornos
I. Laminar e turbulento; II. Viscoso e invíscido; III. Compressível e incompressível; IV. Interno e externo
Marque a única alternativa incorreta:
A
Se a tubulação de sucção de uma bomba tem diâmetro igual à de recalque e os bocais estão numa mesma altura, a pressão a montante (antes) será menor que a jusante (depois) da bomba.
B
Na equação integral da energia, o trabalho proveniente de bombas será negativo, enquanto o aplicado em turbinas é positivo.
C
As tensões viscosas causam ganho de carga (energia) ao longo do escoamento entre duas seções.
D
Num escoamento invíscido no interior de uma tubulação horizontal, a redução do diâmetro numa seção a jusante acarretará a diminuição da pressão em relação a montante.
Uma ducha de chuveiro esguicha água através de 50 furos com diâmetro de 0,8mm0,8𝑚𝑚. Ela é alimentada através de uma mangueira com vazão de 0,15L/s0,15𝐿/𝑠. Calcule a velocidade média de saída, em m/s𝑚/𝑠, considerando que ela é a mesma em todos os furos.
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Qual é o único escoamento, entre os listados abaixo, classificado como compressível?
Escoamento provocado pela bola de futebol em um chute direto para o gol em cobrança de falta.
Qual é o único escoamento, entre os listados abaixo, classificado como laminar?
Escoamento que ocorre ao beber refrigerante com canudo.
Qual a classificação do escoamento definido pelo campo de velocidade:
→V=a^i−x2^j+xt^k𝑉→=𝑎𝑖^−𝑥2𝑗^+𝑥𝑡𝑘^
1D e transiente
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