FENÔMENOS DE TRANSPORTE EXERCÍCIOS RESOLVIDOS EM 20 NOV 2016

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FENÔMENOS DE TRANSPORTE – EXERCÍCIOS RESOLVIDOS
QUESTÃO 01
Caracterize o tipo de escoamento numa canalização de 10" de diâmetro que transporta 360.000 1/h de água à 20°C. Considere a viscosidade cinemática, à referida temperatura, 
.
Solução:
QUESTÃO 02
Qual a máxima velocidade de escoamento de:
 a) água.
 b) óleo lubrificante SAE-30, ambos à temperatura de 40°C, numa tubulação de 300 mm sob regime laminar? 
Dados de viscosidade cinemática (a 40°C):
Água: 
Óleo: 
Solução:
QUESTÃO 03
Uma tubulação de aço, com 10" de diâmetro e 1600m de comprimento, transporta 1.892.500 l/dia de óleo combustível a uma temperatura de 25°C. Sabendo que a viscosidade cinemática ao referido fluido àquela temperatura é da ordem de 0,00130 m2/s, responda:
a) Qual o regime de escoamento a que está submetido o fluido em questão?
b) Qual a perda de carga normal ao longo do referido oleoduto?
Solução:
QUESTÃO 04
Uma tubulação nova, de ferro fundido, de 0,150m de diâmetro, trabalha com água, à velocidade de 3m/s, sendo a temperatura de 1,7°C. Qual a perda de carga numa extensão de 600m? (Usar a Fórmula Universal). Dado : 
 = 0,00025 m
Solução:
QUESTÃO 05
Se a temperatura da água, na Questão 04, elevar-se a 80°C, qual será o novo valor da perda de carga?
Solução:
QUESTÃO 06
Uma canalização nova de 25 mm de diâmetro e 200 m de comprimento, feita de cimento amianto, conduz água a uma temperatura igual a 20°C e vazão de 1 l/s. Calcule a perda de carga através da Fórmula Universal. Dado : ( = 0,000025 m.
Solução:
QUESTÃO 07
Uma bomba deverá recalcar água a 20°C em uma canalização de ferro fundido com 250 mm de diâmetro e 1.200m de comprimento, vencendo um desnível de 30m, da bomba ao reservatório superior. A vazão é de 45 l/s. Qual deverá ser a pressão na saída da bomba? Usar a Fórmula Universal. Dado: ( = 0,0003 m.
Solução:
QUESTÃO 08
Calcular a energia perdida pelo atrito em cv, num tubo, devido ao escoamento de 375500 l/dia de óleo combustível pesado. À temperatura de 33°C (( = 0,0000777 m2/s) através de uma tubulação nova de aço, de 90 m de comprimento e 100 mm de diâmetro. (Usar a Fórmula Universal). 
Dados : ( = 0,00005 m; dóleo = 0,902
Solução:
QUESTÃO 09
Calcule a perda de carga localizada proporcionada pelo registro de gaveta semiaberto no ponto 3 da figura abaixo. (Use a Fórmula Universal para o cálculo da perda de carga ao longo da canalização; despreze as perdas nas curvas).
Dados: Diâmetro da tubulação = 25 mm; ( = 0,000025 m; Q = 1,0 l/s; Pressão (1) = 6 Kgf/cm2; Pressão (2) = 1 Kgf/cm2; ( = 1,01 x 10-6 m2/s.
Solução:
QUESTÃO 10
A adutora de ferro fundido (( = 0,4 mm) da figura abaixo possui diâmetro igual a 100 mm, comprimento igual a 500 m e conduz a água a uma temperatura de 20°C. Estime a perda de carga localizada proporcionada pela válvula V para que a vazão seja de 12 l/s. (Usar a Fórmula Universal).
Solução:
QUESTÃO 11
Uma canalização de ferro-fundido (( = 0,00026 m) com 0,15 m de diâmetro e 360 m de extensão, escoa água a uma temperatura de 26,5°C. Calcule a velocidade e a vazão, quando a perda de carga for de 9,3 m.c.a., através da Fórmula Universal.
Solução:
CÁLCULO DA VAZÃO (PROCESSO ITERATIVO) 
(1) Listar os dados e fazer as conversões para o Sistema Internacional (SI)
(2) Adote 
(3) Encontre a velocidade através da Fórmula:
(4) Encontre o Número de Reynolds através da Expressão:
(5) Confirme o valor de f através da Fórmula:
 (ESCOAMENTO TURBULENTO)
 (ESCOAMENTO LAMINAR)
(6) O coeficiente de atrito é igual ao valor adotado?
a) Sim, então, tudo bem. Então, calcule a vazão através da expressão:
b) Não. Então, adote este novo valor de f e repita o processo.
2ª Iteração:
QUESTÃO 12
Num conduto cilíndrico de ferro-fundido de diâmetro igual a 0,10 m de rugosidade absoluta ( = 0,00025 m, está escoando água à temperatura e 4°C, com perda de carga unitária J = 0,0115 m/m. Pede-se a vazão, através da Fórmula Universal.
Solução:
2ª Iteração:
QUESTÃO 13
Se a temperatura da água, na Questão 12 elevar-se a 80°C, qual a vazão de escoamento, sob a mesma perda de carga?
Solução:
2ª Iteração:
QUESTÃO 14
Um óleo cuja densidade é de 0,902 escoa-se por uma tubulação de vidro, de 1,20 m de comprimento e 6 mm de diâmetro, com a perda de carga de 162,5 mm de óleo. A descarga medida é de 184 g* em 5 min. Qual a viscosidade do óleo em poises?
Solução:
QUESTÃO 15
Uma tubulação nova de aço, de 200 mm, descarrega 8500m3/dia d'água à temperatura de 15,5°c. Quanto conduzirá de óleo combustível médio, à mesma temperatura e sob a mesma carga?
Dados: Viscosidade do óleo 15,5° = 4,41 X 10-6 m2/s, ( = 0,00005m
Solução:
QUESTÃO 16
Calcular o diâmetro que deverá assumir uma canalização de cimento amianto para transportar 20 l/s de água a 30°C, com uma perda de carga de 35 m em 1000m. (Usar a Fórmula Universal).
Dado: ( = 0,000025.
Solução:
CÁLCULO DE DIÂMETRO (PROCESSO ITERATIVO)
(1) Listar os dados e fazer as conversões para o Sistema Internacional (SI)
(2) Adote 
(3) Encontre o Diâmetro através da Fórmula:
(4) Encontre o Número de Reynolds através da Expressão:
(5) Confirme o valor de f através da Fórmula:
 (ESCOAMENTO TURBULENTO)
 (ESCOAMENTO LAMINAR)
(6) O coeficiente de atrito é igual ao valor adotado?
a) Sim, então, tudo bem. Exercício Concluído.
b) Não. Então, adote este novo valor de f e repita o processo.
2ª Iteração:
QUESTÃO 17
Calcular o diâmetro teórico através da fórmula universal. 
Dados: ( = 0,000046m; Q = 19 l/s; ( = 2,78 x10-6 m2/s; hf = 6m; L = 1200m.
Solução:
1ª Iteração:
2ª Iteração
QUESTÃO 18
Utilizando a equação de Hazen-Williams, calcular a vazão que pode ser obtida com uma adutora de ferro fundido com 15 anos de uso (C=100), 200 mm de diâmetro e 3.200 m de comprimento, alimentada por um reservatório cujo nível na cota 338. O conduto descarrega à atmosfera na cota 290.
a) Desprezando a perda de carga localizada na salda do reservatório e a energia cinética.
b) Considerando a perda de carga localizada na salda do reservatório igual a 0,5 v2/2g e a energia cinética (v2/2g).
Solução:
OBSERVAÇÃO: É MELHOR RESOLVER A SEGUNDA PARTE DESTE EXERCÍCIO PELO PROCESSO DE ITERAÇÃO.
QUESTÃO 19
Uma canalização de ferro fundido (C= 100), de 1000 metros de comprimento e 200 mm de diâmetro que conduz água por gravidade de um reservatório, possui na extremidade um manômetro e um registro, como mostra a figura abaixo. Sabendo-se que o manômetro acusa uma leitura de 2 Kgf/cm2 quando o registro está totalmente fechado, calcule a vazão para uma leitura manométrica de 1,446 Kgf/cm2. (Despreze as perdas de carga localizadas e a energia cinética; use a equação de Hazen-Williams).
Solução:
QUESTÃO 20
Num conduto de ferro fundido novo, de 200 mm de diâmetro, a pressão em A é de 2,4 Kgf/cm2, e no ponto B ê de 1,8 Kgf/cm2. Sabendo-se que o ponto B está situado a uma distância de 1000m do ponto A, e mais elevado 1,4m em relação a este, calcule:
a) O sentido do escoamento
b) a vazão
OBS:. Usar a Fórmula de Hazen-Williams
Solução:
QUESTÃO 21
No ponto de uma tubulação de PVC de 100 mm de diâmetro, distante 610m do reservatórioque o alimenta, situado 42,70m do nível d'água deste reservatório, a pressão mede 3,5Kgf/cm2. Qual a velocidade do escoamento? (Usar Hazen-Williams).
Solução:
QUESTÃO 22
Por uma tubulação incrustada, em tubos de ferro fundido de 150 mm de diâmetro, a água circula com 2,44 m/s de velocidade média. Em um ponto A deste conduto a pressão é de 27,36m, enquanto que no ponto B, distante 30,51 e 0,92m abaixo de A, a pressão vale 23,80m. Qual o provável valor do coeficiente de atrito "C" da fórmula de Hazen-Williams?
Solução:
QUESTÃO 23
Uma canalização de ferro fundido (C = 100) de 1000m de comprimento e 200mm de diâmetro conduz água de um reservatório até um ponto situado numa cota 20m abaixo. Na extremidade da canalização há um manômetro para leitura da pressão e um registro para o controle da vazão, como mostra a figura abaixo. Calcule a pressão a ser lida no manômetro, quando a vazão for a metade daquela que escoa com o registro totalmente aberto. (Despreze as perdas localizadas e a energia cinética, use a fórmula de Hazen-Williams).
Solução:
QUESTÃO 24
Calcule a pressão na saída da bomba da figura abaixo, para que o canhão hidráulico trabalhe dentro das seguintes condições: Dados: Q =12,85 m3/h; Ps = 3 Kgf/cm2; altura da haste = 3m; Tubulação de alumínio (C=135), diâmetro igual a 50mm e comprimento igual a 200m.
Resp: 5,84 Kgf/cm2
Solução:
QUESTÃO 25
Um reservatório cujo nível d água está localizado no cota 100 abastece o ponto (1) a 1000m de distância, localizado no cota 51, através de uma adutora de cimento amianto (C=140) de 100mm de diâmetro, com uma pressão de chegada de 10 m.c.a., como mostra o esquema abaixo. Calcule o diâmetro teórico para que a adutora de PVC (C=150) abasteça o ponto (2) a 500m de distância, localizado na cota 61, com uma pressão de chegada de 5 m.c.a., e com a metade da vazão da adutora que abastece o ponto (1).
Solução:
QUESTÃO 26
A partir das informações a seguir determine a viscosidade dinâmica, cinemática, a perda de carga localizada, perda de carga distribuída e a massa escoada em 45 minutos. Sabe-se que a altura geométrica no segmento de recalque no sistema elevatório é de 12 m, enquanto que a altura manométrica deste segmento é 16,5 m.c.a. A tubulação tem o diâmetro interno de 125 mm, com o comprimento virtual é de 198 m, o comprimento equivalente total corresponde a 72 m e rugosidade de 140. Densidade relativa do fluido em questão é de 0,982. Sabe-se ainda que o regime de escoamento seja turbulento.
Solução:
QUESTÃO 27
Deseja-se construir um sistema de recalque a utilizando um reservatório para a sucção situado a 8,5 m acima do nível de referência (bomba) e com uma tubulação de 24 m de distância da bomba até este reservatório. Este sistema deve bombear agua a uma vazão de 0,02 m³/s e a uma altura de 17 m, a partir do nível da bomba, com 54 m de comprimento da tubulação de recalque. Além disso, sabe-se que este sistema não poderá funcionar entre as 18 h e 21 h e que a perda de carga localizada corresponde a 5% da perda de carga distribuída. Adote o coeficiente de rugosidade de 145 e a eficiência da bomba de 58,9%. Determine o diâmetro da sucção, diâmetro de recalque, perda de carga distribuída na sucção, perda de carga localizada na sucção, perda de carga distribuída no recalque, perda de carga localizada no recalque, altura manométrica total e a potência da bomba em CV. Obs: Dsuc = Drec+0,02m
Solução:
QUESTÃO 28
Determine o menor diâmetro da tubulação do segmento sucção para um sistema elevatório que estar situado a uma altitude de 4200 m em relação ao nível do mar. Sabe-se que o conjunto moto-bomba se situa a 3,7 m acima do reservatório. O comprimento virtual do segmento é 39,5 m e o comprimento correspondente aos acessórios equivale a 23,5 m. A taxa de escoamento é de 45000 L/h.
Solução:
OUTRA SOLUÇÃO:
QUESTÃO 29
Determine o menor diâmetro da tubulação do segmento sucção para um sistema elevatório que estar situado a uma altitude de 3700 m em relação ao nível do mar. Sabe-se que o conjunto moto-bomba se situa a 4,10 m acima do reservatório e que a tubulação é de PVC (145). O comprimento virtual do segmento é 39,5 m e o comprimento correspondente aos acessórios equivale a 23,5 m. A taxa de escoamento é de 45 000 L/h.
Solução:
OUTRA SOLUÇÃO:
OBSERVAÇÃO!
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