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Campus Jundiaí
Curso: Engenharia
Mecânica/Mecatrônica/Produção Mecânica
Disciplina: Mecânica dos Fluidos
Professor:William Monte Verde
Prova: NP2
NOTA
Nome do aluno: RA: Turma:
Assinatura do aluno: Data da Prova:
Instruções1 – Primeiramente, preencha o cabeçalho da prova e da folha de resposta.2 – Não é permitido o uso de calculadora;3 – Prova sem consulta;4 – A resposta final deve ser colocada à tinta no gabarito de respostas;5 – Todas as questões devem ser justificas para validação dos exercícios.6 – A interpretação faz parte da prova. Boa prova!
Gabarito da Prova
Questão Resposta Pontuação
1 A B C D E 1,0
2 A B C D E 1,0
3 A B C D E 1,0
4 A B C D E 1,0
5 A B C D E 1,0
6 a) b) 2,5
7 a) b) 2,5
Vazão volumétrica: Q= ̅V.A
Vazãomássica: ṁ=ρQ
Coluna hidrostática:
( 1Pρg+ 21V2g+ 1z )-( 2Pρg+ 22V2g+ 2z )= PH - BH
PH = P,LH + P,DH P,DH =fLD
2V
2g P,L
H =K
2V
2g
BH =
∆Pρg hP =∆P.Q
Questão 1 (1,0 ponto) - Sobre escoamentos de fluidos em tubulações, são feitas as seguintesafirmações:
I- No escoamento monofásico horizontal em tubulações, o gradiente de pressão devido àfricção deve ser desprezado.II- O fator de atrito independe da rugosidade da tubulação para escoamentos laminares.III- Para se determinar o fator de atrito utilizando o Diagrama de Moody, basta conhecer osvalores da viscosidade do fluido, da velocidade do escoamento da rugosidade absoluta da
tubulação.IV-A perda de carga em tubulações pode ser dividida em distribuída e localizada, sendo adistribuída referente a perda de energia que ocorre em trechos retos de tubulações comdiâmetro constante.
V- A perda de carga localizada é a perda de energia que ocorrer em singularidade datubulação, tais como curvas, cotovelos, válvulas, expansões e contrações.VI- O escoamento sempre ocorre do ponto de maior pressão para o ponto de menor pressão.
São corretas as afirmações:
(a) I, II e III(b) IV, V, VI(c) II e V(d) II, III, IV, V e VI
(e) II, IV e V
Questão 2 (1,0 ponto) Atualmente com a crise hídrica que atinge a região sudeste do Brasil,registrou-se um crescimento no número de perfurações de poços artesianos para o abastecimentode água residencial. Os poços artesianos geralmente não possuem pressão suficiente para elevar aágua até a superfície com grandes vazões. Portanto, é comum o uso de bombas centrífugasinstaladas no fundo do poço para aumentar a vazão de água.
Considere um poço de 200 metros de profundidade que fornece uma vazão de 360 L/h.Assumindo escoamento incompressível, sem perdas de carga e sabendo que a pressão no fundodo poço é de 1100 kPa e a pressão na superfície de 100 kPa, a potência hidráulica a ser fornecidapela bomba é de:
(Dados: ρ=1000 kg/m3, g=10 m/s2)
(a) 100 W(b) 10 kW
(c) 100 kW(d) 670 W(e) n.d.a.
Questão 3 (1,0 ponto) Deseja-se transportar água entre os reservatórios 1 e 2 utilizando umatubulação de concreto de 200 m de comprimento e 80 cm de diâmetro, conforme mostrada nafigura abaixo. Se a diferença de elevação das superfícies dos reservatórios é de 8 m e o fator deatrito constante e igual a 0,01, qual é aproximadamente a vazão em m³/s através do tubo.
Desconsidere as perdas de carga singulares.
(Dados: ρ=1000 kg/m3, g=10 m/s2, π=3)
(a) 4(b) 8(c) 16(d) 64(e) n.d.a
Questão 4 (1,0 ponto) Uma bomba de água é movida por um motor elétrico de 18 kW, cujaeficiência é de 90%. A vazão é de 40 litros por segundo. O diâmetro da tubulação é constante, adiferença das contas entre os pontos (1) e (2) é desprezível e a perda de carga entre esses pontoscorresponde a 5 m. As pressões manométricas na entrada e na saída são, respectivamente, de 150kPa e 400 kPa.
Considerando massa específica de ρ=1000 kg/m3 e g=10 m/s2, conclui-se que a eficiência dabomba é de:
(a) 40%(b) 50%
(c) 62%(d) 74%(e) 90%
Questão 5 (1,0 ponto) Na figura abaixo está representado um trecho de uma linha horizontal dediâmetro constante, onde um fluido incompressível escoa em regime permanente. Há na linhadois manômetros instalados, separados por uma distância L. Sabe que a pressão P1 é maior que apressão P2.
Com base nestes dados, analise as afirmações abaixo.
I – O sentido do escoamento não pode ser determinado com os dados fornecidos no problema.
II – o gradiente de pressão de toda a linha pode ser representado por (P2-P1/L)
III- Se o regime de escoamento for laminar, o fator de atrito dependerá apenas do número deReynolds.
IV – Se P2=3000 kPa e o fluido tem massa específica de 800 kg/m3, a pressão em alturaequivalente de fluido conrresponderá a 240 metros.
É (são) correta(s) apenas a(s) afirmação(ões):
(a) III(b) II e III
(c) II e IV(d) I, II e III(e) II, III e IV
Questão 6 (2,5 pontos) O petróleo é retirado das jazidas por meio de perfurações na crostaterrestre, através das quais se atinge o poço petrol ífero. Inicialmente, o petróleo jorraespontaneamente, em razão da grande pressão de seus gases. Uma empresa especializada emperfurar poços foi contratada para pesquisar a existência de petróleo em uma região. Durante oprocesso de perfuração, verificou-se que, ao atingir 100 m de profundidade, o poço jorra petróleo
espontaneamente a uma altura h = 20 m acima do solo. A empresa pede para um especialistafazer uma análise desse problema clássico. Após esquematizar o problema conforme figuraabaixo, ele considera razoável admitir que as perdas por atrito com o ar são em torno de 10% dacarga total do jato de petróleo na saída do poço.
 Dados: Aceleração da gravidade g = 10 m/s2. Área da seção do poço = 5 cm2. Perda de carga no trecho 2-3 é equivalente a 50 m. Massa específica do óleo: 1000 kg/m3
Considerando os resultados obtidos pelo especialista, quais devem ser:
a) a vazão volumétrica na saída do poço de petróleo
b) Pressão P2 na entrada do poço
Solução Questão 6
Solução Questão 6
Questão 7 (2,5 pontos) Água escoa do térreo para o segundo andar de um edifício através de umtubo de aço de diâmetro interno de 4π mm. A figura mostra que a vazão na torneira, diâmetro da
torneira na seção de escoamento igual a 2π mm, é de 0,8 litros/s. Determine a pressão no ponto 1.
Dados: ρ=1000 kg/m3, g=10 m/s2, f=0,01, Kcotovelo=2, Kválvula=10, Ks=2, π=3.
Solução Questão 7