LISTA 4 - OP - MEC FLU - Parte 1

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<p>MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO</p><p>INSTITUTO FEDERAL DO ESPÍRITO SANTO</p><p>CAMPUS VILA VELHA</p><p>Av.: Ministro Salgado Filho nº1000 - Soteco</p><p>Vila Velha - ES</p><p>LISTA DE EXERCÍCIOS 4</p><p>Disciplina: Operações unitárias. Assunto: Mecânica dos fluidos – parte 1.</p><p>1. A informação numa lata de bebida indica que a lata possuiu 355 ml. A massa da lata cheia de bebida</p><p>é 0,369 kg enquanto que uma vazia pesa 0,153 N. Determine o peso específico, a massa específica e</p><p>o peso específico relativo do fluido contido na lata. (Resp: 9963,38 N/m3; 996,338 kg/m3; 0,9963)</p><p>2. Um reservatório graduado contém 600 ml de um líquido que pesa 6 N. Determine o peso específico, a</p><p>massa específica e o peso específico relativo deste líquido. (Resp: 10000 N/m3; 1000 kg/m3; 1)</p><p>3. Um reservatório cilíndrico possui diâmetro de base igual a 2 m e altura de 4 m, sabendo-se que o</p><p>mesmo está totalmente preenchido com gasolina, determine a massa de gasolina presente no</p><p>reservatório. Dados: ρ = 720 kg/m3. (Resp: 9047,7792 kg)</p><p>4. Um reservatório contém um líquido com massa de 500 kg. Se o volume do reservatório é de 1m3, qual</p><p>a massa específica, o peso específico e a densidade relativa deste líquido? (Resp: 5000 N/m3;</p><p>500 kg/m3; 0,5)</p><p>5. A figura abaixo mostra o esquema de um escoamento de água entre duas placas planas horizontais</p><p>de grandes dimensões e separadas por uma distância. A placa inferior permanece em repouso,</p><p>enquanto a placa superior está em movimento com velocidade constante, de forma que a distribuição</p><p>de velocidades resultante é linear. Se a viscosidade da água é μ= 0,001 Pa.s, determine:</p><p>a) A taxa de deformação (ou taxa de cisalhamento) do escoamento; (Resp: 200 s-1)</p><p>b) A tensão de cisalhamento na placa superior; (Resp: 0,2 Pa)</p><p>c) Agora, ao invés de água, o experimento é realizado com um óleo, sendo necessária uma</p><p>tensão cisalhante de 40 Pa para que a velocidade da placa permaneça com o mesmo valor. A</p><p>distância entre as placas é mantida. Determine a viscosidade do óleo. (Resp: 0,2 Pa.s)</p><p>6. Quanto às classificações e propriedades dos fluidos, considere as afirmativas seguintes.</p><p>I. No escoamento laminar de fluidos há predomínio das forças viscosas.</p><p>II. A viscosidade de um fluido newtoniano é constante com a temperatura.</p><p>III. A densidade (ou o volume) de fluidos incompressíveis é constante com o aumento de pressão.</p><p>IV. O número de Reynolds nos permite classificar se um fluido está escoando em regime permanente</p><p>ou regime transiente.</p><p>É CORRETO apenas o que se afirma em:</p><p>(A) I.</p><p>(B) II.</p><p>(C) I e III.</p><p>(D) II e IV.</p><p>(E) I, III e IV.</p><p>(Resp: C)</p><p>7. Ao realizar um estudo reológico para os fluidos A e B, um analista laboratorial obteve as curvas</p><p>reológicas apresentadas nas Figuras 1 e 2, respectivamente:</p><p>Quanto às curvas reológicas apresentadas, analise as afirmativas a seguir:</p><p>I. O fluido A é um líquido.</p><p>II. A viscosidade do fluido A é constante com a taxa de deformação.</p><p>III. O fluido B é pseudoplástico.</p><p>IV. A viscosidade do fluido B aumenta com o aumento da taxa de deformação.</p><p>É CORRETO apenas o que se afirma em:</p><p>(A) I e II.</p><p>(B) I e III.</p><p>(C) II e III.</p><p>(D) II e IV.</p><p>(E) III e IV.</p><p>(Resp: D)</p><p>8. A figura representa o experimento de Reynolds realizado utilizando como fluido a água a 25 °C, que</p><p>tem massa específica ρ = 1,0 g/cm3 e viscosidade μ = 1,0 cP. Os resultados da velocidade de</p><p>escoamento do fluido em cinco experimentos são mostrados na tabela a seguir.</p><p>Os regimes de escoamentos dos experimentos 1 a 5 são, respectivamente:</p><p>(A) Laminar, laminar, laminar, laminar, turbulento.</p><p>(B) Laminar, laminar, laminar, turbulento, turbulento.</p><p>(C) Laminar, laminar, turbulento, turbulento, turbulento.</p><p>(D) Laminar, turbulento, turbulento, turbulento, turbulento.</p><p>(E) Laminar, turbulento, laminar, laminar, turbulento.</p><p>(Resp: B)</p><p>9. No tanque misturador da figura 20 L/s de água são misturados a 10 L/s de um óleo formando uma</p><p>emulsão.</p><p>a) Determine a massa específica da emulsão formada;</p><p>b) Determine a velocidade com que a emulsão é descarregada em A.</p><p>Dados: ρH2O = 1000 Kg/m3, ρóleo = 800 Kg/m3</p><p>10. Os dois tanques cúbicos com água são esvaziados ao mesmo tempo pela tubulação indicada na</p><p>figura, em 500 s. Determinar a velocidade da água na seção A, supondo desprezível a variação de</p><p>vazão com a altura.</p><p>11. Uma tubulação alimenta de óleo (ρ = 800 kg/m3) duas derivações conforme mostrado na figura. Se</p><p>a vazão de entrada é de 0,8 kg/s e cada derivação tem área igual a 2,5 cm2, calcule as velocidades</p><p>(m/s) de saída de óleo em cada derivação.</p><p>12. Na tubulação convergente da figura, calcule a vazão em volume e a velocidade na seção 2</p><p>sabendo que o fluido é incompressível.</p><p>A1 = 20 cm2 A2 = 12 cm2</p><p>13.</p><p>(Resp: 0,01 m3/s; 8,33 m/s.)</p><p>(Resp: 32 m/s.)</p><p>(Resp: 2 m/s.)</p><p>(Resp: a) 933,33 kg/m3. b) 10 m/s.)</p><p>14.</p>