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6ª LISTA DE EXERCÍCIOS – MECÂNICA DOS FLUIDOS DOCENTE: ADRIANA ELAINE DA COSTA Assunto: Equação de Bernoulli e Perda de Carga. 1) Em um canal de concreto, como mostra a figura abaixo, a água escoa com uma velocidade média de 2,40 m/s até um ponto determinado, onde, devido a uma queda, a velocidade se eleva a 12 m/s. Sabe-se que o ponto 1 está localizado a 0,6 m de profundidade e, o ponto 2, a 1,2 m de profundidade. Desprezando as possíveis perdas por atrito, determine a diferença de pressão entre as duas partes do canal, em Pa e em atm. Dado: g = 9,8 m/s2. (Resp.: 63240 Pa ou 0,624 atm) 2) A água que flui através de um reservatório aberto de grande área transversal e com nível constante (ponto 1) é descarregada na atmosfera, por um pequeno orifício (ponto 3). No ambiente externo ao reservatório, a pressão é atmosférica. Considerando que não há perdas de energia no escoamento, calcule as velocidades nos pontos 2 e 3. (Resp.: v2 = 2,21 m/s; v3 = 8,85 m/s) 3) (CREDITO Petrobras – Eng. de Processamento Júnior - 2010) (Resp.: A) 4) Determine a velocidade v1 e a vazão no Pitot da figura abaixo. Dados: 1 in = 0,0254 m; g = 9,8 m/s2; H2O = 9800 N/m3. (Resp.: v1 = 1,0934 m/s; Q = 3,5459x10-2 m3/s) 5) Um tanque está suspenso por um dispositivo que foi construído para suportar uma carga máxima de 15.000N de fluido. Considerando o esquema abaixo e sabendo que o fluido manométrico é mercúrio, determine o tempo em minutos em que o tanque terá atingido esta carga. Dados: r(fluido) = 0,833; r(Hg) = 13,6; H2O = 9800 N/m 3 ; 1 in = 0,0254 m; g = 9,8 m/s 2 (Resp.: t = 30,2 min) 6) (Çengel e Cimbala) Em uma usina hidrelétrica, 100 m3/s de água escoam de uma elevação de 120 m até uma turbina, onde a energia elétrica é gerada. A perda de carga no sistema, do ponto 1 até o ponto 2 (excluindo a unidade da turbina), é de 35 m. Se a eficiência da turbina/gerador for de 80%, estime a potência real gerada no sistema. Dado: g = 9,8 m/s2. (Resp.: 66,64 MW) 7) Uma indústria precisa bombear água a uma vazão de 0,005 m3/s de uma represa para seu reservatório. Tanto a represa quanto o reservatório possuem grandes dimensões. Num projeto preliminar, constatou-se que seriam necessários 1000 m de cano e que o desnível ascendente da represa até o reservatório é de 100 m. A indústria dispõe do material apresentado nas Tabelas 1 e 2. Qual o conjunto tubulação-bomba mais economicamente viável? Apresente os cálculos e justifique. (Dados adicionais: água = 9800 N/m3; água = 1000 kg/m3; 1 HP = 745,7 Watts) Tabela 1: Canos Perda de carga por metro (m/m) Custo por metro (R$/m) Cano 1 0,2 0,20 Cano 2 1,5 0,15 Tabela 2: Bombas Potência (HP) Rendimento (%) Custo (R$) Bomba A 30 80 200,00 Bomba B 20 80 150,00 (Resp.: Cano 1 e bomba A) 8) (ENADE 2011 – Eng III - Q11) Uma bomba de água é movida por um motor elétrico de 18 kW, cuja eficiência é de 90%. A vazão é de 40 litros por segundo. O diâmetro na tubulação é constante, a diferença das cotas entre os pontos (1) e (2) é desprezível e a perda de carga entre esses pontos corresponde a 5 m. As pressões manométricas na entrada e na saída são, respectivamente, de 150 kPa e 400 kPa. Considerando o peso específico da água igual a 10000 N/m3 e a aceleração da gravidade igual a 10 m/s2, determine a eficiência da bomba. (Resp.: 74,07%) Exercícios a seguir – Bibliografia: Brunetti.