2ª lista de exercícios 2017.1 Mecânica dos Fluidos

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FACULDADE CISNE 
 
DISCIPLINA: MECÂNICA DOS FLUIDOS E TRANSFERÊNCIA DE CALOR 
PROFESSORA: DRª DANIELLE LIMA 
 
 
LISTA DE EXERCÍCIOS 2 
 
 
 
 
1 - Determinar a velocidade do jato do líquido no orifício do tanque de grandes dimensões da figura. 
Considerar o fluido ideal. 
 
 
 
 
 
2 – A pressão no ponto S do sifão da figura não deve cair abaixo de 25 KPa (abs). Desprezando as perdas, 
determinar: 
 
a) A velocidade do fluido; 
 
b) A máxima altura do ponto S em relação ao ponto A; Dados: 
Patm=100 KPa ; o fluido é a água. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3 – O ar escoa em um tubo convergente. A área da maior seção do tubo é 20 cm² e a da menor seção é 10 
cm². A massa específica do ar na seção (1) é 1,2 kg/m³ enquanto que na seção (2) é 0,9 kg/m³. Sendo a 
velocidade na seção (1) 10 m/s, determinar a velocidade na seção (2) e a vazão em massa, em volume em 
peso. 
 
 
 
4 - Um objeto com massa de 9,8 kg e volume de 0,016m³ está totalmente imerso dentro de um reservatório 
de água (ρH2O = 1000kg/m³), determine: 
 
a) Qual é o valor do peso do objeto? (utilize g = 10m/s²) 
 
b) Qual é a intensidade da força de empuxo que a água exerce sobre o objeto? 
 
c) Qual o valor do peso aparente do objeto quando imerso na água? 
 
 
5 – Um bloco pesa 36N no ar e 17N na gasolina. Determine a massa específica do material do bloco. 
(g=10m/s²) 
 
6 – Água escoa em regime permanente através do tubo de Venturi mostrado. Considere no trecho 
mostrado que as perdas são desprezíveis. A área da seção (1) é 20 cm² e a da seção (2) 10 cm². Um 
manômetro de mercúrio é instalado entre as seções (1) e (2) e indica o desnível mostrado. Determine a 
vazão de água que escoa pelo tubo. 
 
 
 
 
 
7 Determine a potência de uma turbina pela qual escoa água com uma vazão de 1200 litros/s. 
Dados: H T = 30m, η = 90%, ρh20 = 1000kg/m³ e g = 10m/s². 
 
8 - O reservatório mostrado na figura possui nível constante e fornece água com uma vazão de 15 litros/s 
para o tanque B. Verificar se a máquina é uma bomba ou uma turbina e calcule sua potência sabendo-
se que η = 82%. Dados: γH2O = 10000N/m³, A tubos = 10cm², g = 10m/s². 
 
 
 
9 – Faça a Análise Dimensional da Equação de Bernoulli. 
 
10 - Dois tubos descarregam em um reservatório, água (ρ = 1 x 10³ kg/m³ ) e álcool ( ρ = 7,9 x 10² kg/m³ ), 
separadamente. A vazão da água é de 30L/s e a vazão do álcool é de 15L/s. A mistura homogênea sai por 
um tubo cuja seção tem uma área de 25 cm² . Calcule a massa específica e o volume da mistura. 
 
11 – A água se move com velocidade de 5,0 m/s através de um tubo cuja área de seção transversal é de 4,0 
cm². Dez metros abaixo desse ponto, a área da seção transversal do tubo passa a ser 8,0 cm². Se a pressão 
no nível superior é 1,5x10^5 Pa, qual a pressão no nível mais baixo? 
 
12 - Um campo de velocidade idealizado é dado pela expressão v= 4tx i −2t²y j +4xz k determine: 
 
a) Esse campo de escoamento é permanente ou não permanente? 
b) Ele é uni, bidimensional ou tridimensional? 
c) Determine o ponto de estagnação. 
d) Avaliar o vetor velocidade em x=2m, y=1,5 , z=1 e t= 3 
e) Determinar o módulo da velocidade em x=2m, y=1,5 , z=1 e t= 3 
f) Verifique se o vetor velocidade corresponde ao escoamento de um fluido compressível ou 
incompressível. 
g) Verifique se o escoamento é rotacional ou irrotacional. 
h) Determine o vetor da aceleração total. 
i) No ponto (x,y,z,t)=(-1,1,0,2), calcule o vetor aceleração. 
j) Determine o módulo da aceleração para o ponto (x,y,z,t)=(-1,1,0,2). 
 
 
13 - Num trocador de calor onde o fluido quente entra a 750 °C e sai a 538 °C e o fluido frio entra a 86 °C 
e sai a 329 °C, qual o MLDT para : 
 
a) correntes paralelas; 
b) correntes opostas. 
 
14 - Em um trocador de calor duplo tubo 0,15 Kg/s de água ( cp=4,181 KJ/Kg.K ) é aquecida de 
40 °C para 80 °C. O fluido quente é óleo e o coeficiente global de transferência de calor para o trocador é 
250 W/m².K . Determine a área de troca de calor, se o óleo entra a 105 °C e sai a 
70 °C. 
 
 
 
15 – No ponto (1) de uma instalação hidráulica escoa água com pressão 3,8 x 10³ Pa, a uma 
velocidade de 2 m/s. No ponto (2) a pressão manométrica 2,2 x 10³ Pa com velocidade 4 m/s. 
Determinar a altura h. 
Dados: g=9,81 m/s² ; 
p = 1000 Kg/m³