Lista de exercicios cap 8 - versao 2

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ENGENHARIA MECÂNICA 
 
 
Escoamento Interno Viscoso Incompressível – Capítulo 8 
Professor: Mauro César Rabuski Garcia 
 
 
1. Água escoa a 10 l/min através de um tubo horizontal de diâmetro de 15 mm. A queda 
de pressão ao longo de 20 m de tubo é 85 kPa. Calcule a perda de carga e a perda de 
pressão. 
 
Resposta: hlt = 85 m2/s2 Hlt = 8,66 m p = 84954,6 Pa 
 
 
2. Água é bombeada à taxa de 0,075 m3/s de um reservatório que está 20 m acima de 
uma bomba para uma descarga livre 35 m acima da bomba. A pressão no lado da 
admissão da bomba é 150 kPa e no lado da descarga é 450 kPa. Todos os tubos são de 
aço comercial com diâmetro nominal de 15 cm. Determine: a) a altura de carga fornecida 
pela bomba e a respectiva perda de pressão e b) a perda de carga total entre a bomba e 
o ponto de descarga livre e a respectiva perda de pressão. 
 
Resposta: a) H = 30,6 m p = 300186 Pa b) H = 10,9 m p = 106929 Pa 
 
 
3. Uma bomba está localizada 4,5 m para o lado e 3,5 m acima de um reservatório. Ela 
foi projetada para uma vazão de 6 l/s. Para operação satisfatória, a pressão estática 
manométrica na aspiração da bomba não deve ser inferior a –6 m de coluna d’água 
(manométrica). Determine o menor tubo de aço comercial que dará o desempenho 
desejado. 
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Resposta: D = 5,1 cm 
 
 
 
 
4. Água escoa do tanque mostrado através de um tubo muito curto. Admita que o 
escoamento é quase permanente. Estime a vazão no instante mostrado. Como você 
poderia melhorar o sistema de escoamento se uma vazão maior fosse desejada? 
 
Resposta: Q = 1,17.10-3 m3/s 
 
 
 
 
5. Água para resfriamento de perfuratrizes de rocha é bombeada de um reservatório para 
um canteiro de obras, usando o sistema de tubos mostrado. A vazão deve ser de 38 l/s e 
a água deve deixar o bocal de resfriamento (spray) a 37 m/s. Calcule a mínima pressão 
necessária na saída da bomba. Estime a potência de acionamento requerida, se a 
eficiência da bomba é 70%. 
 
 
 
 
 
 
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Resposta: W = 95,49 kW, p3 = 1759 kPa 
 
6. Gasolina escoa em uma linha longa, subterrânea, a uma temperatura constante de 
15°C. Duas estações de bombeamento, na mesma elevação, estão distanciadas 13 km 
uma da outra. A queda de pressão entre as estações é de 1,4 MPa. A tubulação é feita de 
tubo de aço de 0,6 m de diâmetro. Embora o tubo seja feito de aço comercial, a idade e a 
corrosão aumentaram a rugosidade do tubo para aquela do ferro galvanizado, 
aproximadamente. Calcule a vazão em volume. 
 
 Resposta: Q = 1,01 m3/s 
 
7. Petróleo bruto (SG = 0,925 e ν = 1,0×10−4m2/s) é bombeado através de uma tubulação 
reta sobre piso plano. A linha é feita de tubos de aço de 600 mm (diâmetro interno), com 
espessura de parede de 12 mm. A tensão admissível na parede do tubo é limitada em 
275 MPa por considerações de corrosão. É importante manter o petróleo a uma pressão 
na qual os gases permaneçam em solução. A menor pressão recomendada é de 500 kPa. 
A tubulação transporta 400.000 barris por dia (na indústria de petróleo, um “barril” 
equivale a 42 galões). Determine o máximo espaçamento entre estações de 
bombeamento. Calcule a potência adicionada ao petróleo em cada estação de 
bombeamento. 
 
 Resposta: L = 67,8 km; W bomba = 7,8 MW 
 
8. Água,  = 1000 kg/m3 e  = 1,02 x 10-6 m2/s, é bombeada entre dois reservatórios a 
uma vazão de 5,6 L/s, por um tubo de 122 m de comprimento e 2 pol (50 mm) de 
diâmetro e diversos acessórios, como mostra a figura. A rugosidade relativa é e/d = 0,001. 
Calcule a potência requerida pela bomba em hp. 
 
 Resposta: W bomba = 4,3 hp 
 
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9. Ar aquecido a 1 atm e 35ºC deve ser transportado em um duto plástico circular com 
150 mm de comprimento a uma vazão de 0,5 m3/s. Se a perda de carga no tubo não 
exceder os 20 m, determine o diâmetro mínimo do duto. 
 
 Resposta: D = 0,267 m 
 
10. A água a 10ºC escoa de um reservatório grande para um menor através de um 
sistema de tubos de ferro fundido de 5 cm de diâmetro, como mostra a figura. Determine 
a elevação Z1 para uma vazão de L/s. 
 
 
 
 
 Resposta: Z1 = 31,9 m