Avaliação de Mecânica dos Fluidos

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GABARITO | Avaliação II - Individual (Cod.:1627570) Aumentar, FonteA+ Alterar modo de visualização 
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Na análise de escoamentos internos em regime permanente, a potência hidráulica associada à compensação de perdas de carga pode ser determinada 
a par r das relações entre vazão, peso específico e altura de carga dissipada. A vazão volumétrica é dada por Q=A V, em que A=πD²/4 representa a área 
da seção transversal do tubo e V a velocidade média do escoamento. A potência hidráulica necessária para vencer a perda de carga total hf pode ser 
expressa por P=γ Q hf, sendo γ o peso específico do fluido. A aplicação coerente dessas equações permite avaliar a energia requerida para manter o 
escoamento nas condições estabelecidas. 
Fonte: ÇENGEL, Y. A.; CIMBALA, J. M. Mecânica dos fluidos: fundamentos e aplicações. 3. ed. Porto Alegre: AMGH, 2015. 
Água escoa em regime permanente por um tubo de 15 cm de diâmetro, com velocidade média de 1,8 m/s. Sabendo que a perda de carga total ao longo 
do escoamento é de 16 m, determine a potência hidráulica ú l necessária para compensar essa perda de carga: 
A A potência hidráulica ú l necessária é igual a 3,77 kW. 
B A potência hidráulica ú l necessária é igual a 5,95 kW. 
C A potência hidráulica ú l necessária é igual a 3,22 kW. 
D A potência hidráulica ú l necessária é igual a 2,10 kW. E A potência hidráulica ú l necessária é igual a 4,98 kW. 
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Instalações elevatórias são sistemas des nados ao transporte de fluidos entre pontos com diferentes cotas piezométricas, por meio da adição de 
energia mecânica fornecida por bombas hidráulicas. A determinação da altura manométrica total requer a consideração das diferenças geométricas de 
nível, das perdas de carga distribuídas e localizadas ao longo da tubulação e das variações de energia ciné ca. A análise adequada desses componentes 
é essencial para o correto dimensionamento da bomba e para a garan a da eficiência operacional do sistema. 
Fonte: FOX, R. W.; McDONALD, A. T.; PRITCHARD, P. J. Introdução à mecânica dos fluidos. 8. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2014. 
Com base nos fundamentos de dimensionamento de instalações elevatórias e na determinação da altura manométrica total, analise as afirma vas a 
seguir: 
I. A altura manométrica total independe das perdas de carga localizadas associadas a válvulas, curvas e conexões. 
II. A diferença de nível entre os reservatórios contribui diretamente para o valor da carga hidráulica que deve ser fornecida pela bomba. 
III. A altura manométrica total da bomba corresponde à soma da diferença geométrica de níveis entre sucção e recalque e das perdas de carga ao 
longo do sistema. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
IV. Em uma instalação elevatória operando em regime permanente, a energia adicionada pela bomba compensa a elevação geométrica e as perdas 
hidráulicas do sistema. 
É correto o que se afirma em: 
A III e IV, apenas. 
B II e III, apenas. 
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O escoamento em canais abertos caracteriza-se pela presença de super cie livre subme da à pressão atmosférica, sendo a movimentação do fluido 
predominantemente decorrente da ação da gravidade associada à declividade do conduto. Diferentemente dos condutos forçados, nos quais o 
escoamento ocorre com seção completamente preenchida, em canais abertos a profundidade do fluxo desempenha papel essencial na definição do 
regime hidráulico. Esse po de escoamento pode ocorrer tanto em canais naturais quanto ar ficiais, bem como em condutos fechados que operam 
parcialmente cheios, desde que haja super cie livre exposta à atmosfera. A correta compreensão dessas caracterís cas é fundamental para a análise e 
o dimensionamento hidráulico. 
Fonte: PORTO, R. de M. Hidráulica básica. 4. ed. São Carlos: EESC-USP, 2006. 
Com base nas definições e caracterís cas do escoamento em canais abertos, analise as afirma vas a seguir: 
I. O escoamento em canal aberto é impulsionado predominantemente pela ação da gravidade ao longo da declividade do conduto. 
II. O escoamento de um gás é sempre considerado escoamento livre, independentemente das condições de pressão no interior do conduto. 
III. O escoamento em um conduto fechado pode ser classificado como escoamento livre quando a pressão na geratriz superior interna é igual à pressão 
atmosférica. 
IV. O escoamento em canal aberto pode ocorrer em seções abertas, como canais de irrigação e drenagem, nas quais a super cie do líquido permanece 
exposta à atmosfera. É correto o que se afirma em: 
A II, III e IV, apenas. 
B I, II e III, apenas. 
C II e III, apenas. 
D I e IV, apenas. 
E III e IV, apenas. 
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Em sistemas pressurizados, além das perdas distribuídas ao longo das tubulações, ocorrem perdas de carga localizadas associadas a acessórios como 
válvulas, curvas e conexões. Essas perdas podem ser es madas por meio da relação hs = k (v² / 2g), em que k é o coeficiente de perda do acessório e v é 
a velocidade média do escoamento. A energia dissipada pode ainda ser expressa como queda de pressão, relacionando a perda de carga ao peso 
específico do fluido. 
Fonte: WHITE, F. M. Mecânica dos fluidos. 8. ed. Porto Alegre: AMGH, 2016. 
Em um sistema de tubulação, uma válvula provoca perda de carga localizada de 0,95 m. Considerando velocidade média do escoamento igual a 3,2 m/s 
e g = 9,81 m/s², analise as afirma vas a seguir: 
I. O coeficiente de perda de carga do acessório está aproximadamente igual a 1,82. 
II. A perda de carga localizada é proporcional ao quadrado da velocidade do escoamento. 
 I, II e IV, apenas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
III. O coeficiente de perda de carga depende exclusivamente do comprimento da tubulação. 
IV. A queda de pressão associada à válvula pode ser ob da mul plicando a perda de carga pelo peso específico do fluido.É correto o que se afirma em: 
A I, apenas. 
B II e III, apenas. 
C I, II e IV, 
apenas. 
D I, II, III e IV. 
E III e IV, 
apenas. 
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Em escoamentos internos, a perda de carga distribuída ao longo de tubulações pode ser es mada pela equação de Darcy–Weisbach, que relaciona o 
fator de atrito, o comprimento do tubo, o diâmetro e a energia ciné ca do escoamento. Para trechos horizontais sem acessórios, a queda de pressão 
pode ser ob da a par r da forma energé ca da equação de Bernoulli, associando a variação de carga à variação de pressão. A correta aplicação dessas 
relações é fundamental no dimensionamento hidráulico de sistemas pressurizados. 
Fonte: WHITE, F. M. Mecânica dos fluidos. 8. ed. Porto Alegre: AMGH, 2016. 
Uma tubulação de aço des nada à condução de água (peso específico igual a 9790 N/m³) é composta por um trecho totalmente horizontal, sem 
acessórios, com comprimento de 2.800 m e diâmetro interno de 250 mm. A vazão do escoamento é de 150 m³/h e o fator de atrito de Darcy pode ser 
considerado fD = 0,016. Adote g = 9,81 m/s². Determine a perda de carga total ao longo da tubulação e a correspondente queda de pressão (P1 − P2) e 
selecione a alterna va correta: 
A A perda de carga total é aproximadamente 0,0658 m e a queda de pressão é aproximadamente 643 Pa. 
B A perda de carga total é aproximadamente 85,28 m e a queda de pressão é aproximadamente 835000 Pa. 
C A perda de carga total é aproximadamente 6,57 m e a queda de pressão é aproximadamente 64320 Pa. 
D A perda de carga total é aproximadamente 0,41 m e a queda de pressão é aproximadamente 4010 Pa. 
E A perda de carga total é aproximadamente 12,5 m e a queda de pressão é aproximadamente 122000 Pa. 
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Na análise de escoamentos em condutos forçados, a determinação da perda de carga distribuída ao longo da tubulação é essencial para a avaliação da 
energia dissipada por atrito. Para esse fim, u liza-se a equação de Darcy–Weisbach, cuja expressão será apresentada a seguir, relacionando o fator de 
atrito, o comprimento e o diâmetro da tubulação, a velocidade média do escoamentoe a aceleração da gravidade. A velocidade média pode ser ob da 
a par r da vazão volumétrica e da área da seção transversal do tubo. A aplicação coerente dessas relações permite es mar a perda de carga total em 
sistemas hidráulicos sob regime permanente. 
Fonte: ÇENGEL, Y. A.; CIMBALA, J. M. Mecânica dos fluidos: fundamentos e aplicações. 3. ed. Porto Alegre: AMGH, 2015. 
Uma tubulação de aço des nada à condução de água é composta por um trecho totalmente horizontal, sem acessórios, com comprimento de 2.800 m 
e diâmetro interno de 250 mm. A vazão do escoamento é de 150 m³/h e o fator de atrito de Darcy pode ser considerado fD = 0,016. Adote g = 9,81 m/s². 
Determine a perda de carga distribuída aproximada ao longo da tubulação e selecione a alterna va correta: 
A A perda de carga distribuída na tubulação é aproximadamente igual a 85,28 m. 
B A perda de carga distribuída na tubulação é aproximadamente igual a 0,0658 m. 
C A perda de carga distribuída na tubulação é aproximadamente igual a 6,57 m. D A perda de carga distribuída na tubulação é aproximadamente 
igual a 0,41 m. 
E A perda de carga distribuída na tubulação é aproximadamente igual a 12,5 m. 
 
 
 
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O escoamento uniforme em canais abertos ocorre quando a profundidade e a velocidade média permanecem constantes ao longo do comprimento do 
canal. Nessas condições, a declividade do fundo do canal coincide com a declividade da linha de energia. A análise do regime uniforme é 
frequentemente realizada por meio da equação de Manning, que relaciona vazão, rugosidade, declividade e geometria da seção. 
Fonte: PORTO, R. de M. Hidráulica básica. São Carlos: EESC-USP, 2015. 
Com base nas caracterís cas do regime uniforme em canais abertos, analise as afirma vas a seguir: I. 
No regime uniforme, a linha de energia é paralela ao fundo do canal. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
II. No regime uniforme, a profundidade do escoamento varia ao longo do comprimento do canal. 
III. No regime uniforme, a força motriz gravitacional é equilibrada pelas forças de resistência ao escoamento. 
IV. No regime uniforme, a velocidade média aumenta progressivamente devido à aceleração do fluido ao longo do canal.É correto o que se afirma em: 
A I e III, apenas. 
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O escoamento em canais abertos é definido pela existência de super cie livre subme da à pressão atmosférica, tendo a gravidade como principal força 
motriz associada à declividade do leito. Em contraste com os condutos forçados, nos quais o fluido escoa com seção totalmente preenchida e sob 
pressões internas diferentes da atmosférica, os canais abertos podem ocorrer em configurações naturais ou ar ficiais. A caracterização desses regimes 
envolve a análise das condições de contorno hidráulicas, da distribuição de pressões e da relação entre profundidade e inclinação do escoamento. 
Fonte: PORTO, R. de M. Hidráulica básica. 4. ed. São Carlos: EESC-USP, 2006. 
Com base nas definições e caracterís cas do escoamento em canais abertos, analise as afirma vas a seguir: 
I. O escoamento em canal aberto ocorre com o conduto completamente preenchido e sob ação predominante de gradiente de pressão interna. 
II. Condutos livres naturais incluem rios, riachos e estuários, que cons tuem leitos naturais capazes de conduzir escoamento com super cie livre. 
III. Condutos livres ar ficiais incluem galerias, aquedutos e canais de irrigação projetados para transporte de água com super cie livre exposta à 
atmosfera. 
IV. O escoamento em conduto fechado pode ser classificado como escoamento livre quando a pressão na geratriz superior interna é superior à 
pressão atmosférica. 
É correto o que se afirma em: 
A I, apenas. 
B II e III, apenas. 
C II, III e IV, apenas. 
D I e IV, apenas. 
E I, II, III e IV. 
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Na análise de escoamentos em canais abertos, parâmetros geométricos, como o raio hidráulico e o diâmetro hidráulico são amplamente u lizados na 
aplicação de equações empíricas e semiempíricas, como as de Manning e Darcy–Weisbach, adaptadas a seções não circulares. O raio hidráulico é 
definido como a razão entre a área molhada e o perímetro molhado, enquanto o diâmetro hidráulico é empregado para representar condutos não 
circulares por meio de uma dimensão equivalente. A relação entre esses parâmetros é fundamental para a caracterização hidráulica das seções de 
escoamento. 
Fonte: ÇENGEL, Y. A.; CIMBALA, J. M. Mecânica dos fluidos: fundamentos e aplicações. 3. ed. Porto Alegre: AMGH, 2015. 
Com base nos conceitos geométricos aplicados à hidráulica dos canais abertos, analise as alterna vas a seguir e assinale aquela que apresenta 
corretamente a relação entre o diâmetro hidráulico (Dh) e o raio hidráulico (Rh): 
A A relação correta entre os parâmetros é Dh = 2 Rh. 
 III e IV, apenas. 
 II e IV, apenas. 
 I, II e III, apenas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
B A relação correta entre os parâmetros é Rh = 2 Dh. C A relação correta entre os parâmetros é Rh = 4 
Dh. 
D A relação correta entre os parâmetros é Dh = 4 Rh. 
E A relação correta entre os parâmetros é Dh = Rh. 
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