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[Medidores de pressão] Exercícios resolvidos de Mecânica dos fluidos Segue exercícios resolvidos de Mecânica dos fluidos das seguintes matérias: Pressão, Diferença de pressão, Medidas de pressão, Medidores de pressão, manômetros e manômetros em "U". 1- Qual será a P máxima que poderá ser medida em um tubo piezométrico para uma altura de 1,5 m. Considere a densidade do fluido igual a 8,5. 2- Se utiliza um manômetro tipo "U" para medir uma pressão de um fluido com massa específica igual a 700 kg/m³ . O manômetro utiliza mercúrio ( massa específica = 13600 kg/m³). Determine : a) Pressão relativa em A quando h1=0,4 m e h2=0,9 m. b) Pressão relativa em A quando h1=0,4 m e h2=-0,1 m. 3- O manômetro da figura abaixo contem dois liquido. O liq. A tem densidade relativa de 0,88 e o liq. B 2,95. Calcule a altura quando a diferença de P1 - P2 for igual a 870 Pa. 4- Determinar a pressão manométrica no ponto A, sabendo que o liq. A tem massa específica 750 kg/m³ e o liq. B tem massa específica de 1200 kg/m³. O líquido em torno de A é água e o tanque a esquerda está aberto para a atmosfera. 5- Determine P1 - P2: ____________________________________________________________________________ Exercícios de revisão de Mecânica dos fluidos para aplicação em Hidráulica Geral 1- Se 7m³ de um óleo tem massa 6300kg, calcule sua massa específica, densidade relativa e peso específico de acordo com o sistema MLT. Considere g=9,8 m/s² 2- Repita o problema anterior usando o sistema FLT. 3- Classifique e defina os escoamento: a) Quanto a pressão; b) Quanto a trajetória das partículas; c) Quanto ao tempo; d) Quanto a trajetória. 4- De Acordo com a figura, determine: a) A carga total efetiva do sistema, quando o nível do mar é tomado como datum (EL.0,00m). Indique o plano de carga efetiva . b) As cargas de posição e piezométricas dos pontos A e B. c) Os valores de pressão em Pa dos pontos A e B. d) A perda de carga no sistema. 5- A uma tubulação que transporta um fluido de Peso específico 850 kgf/m³ acopla-se um manômetro de mercúrio, conforme indicado. A deflexão no mercúrio é de 0,6m. Determine a pressão efetiva a que o fluido está submetido, no eixo da tubulação. 6- Um encanamento com 0,40m de diâmetro conduz um liquido em regime permanente, com velocidade média de 1,5 m/s. Quais serão a vazão e a velocidade média desse líquido se o encanamento sofrer um alargamento para 0,50m de diâmetro? 7- Na canalização representada na FIG1, através da qual escoa água, determine qual é a perda de carga entre os dois reservatórios . Determine também qual será a distância entre a linha de carga efetiva e a linha piezométrica . Dica: diâmetro constante = velocidade constante Pacotão de exercícios resolvidos de máquinas de fluxo [Mecânica dos fluidos] 1- Determine a potencia de uma bomba com rendimento de 75%, pelo qual escoa água com uma vazão de 12 l/s. Dados: Hb = 20 m 1 cv = 736,5 w massa especifica (H20) = 1000 kg/m³ g = 10 m/s² 2- O reservatório A mostrado na figura possui nível constante e fornece água a uma vazão de 10 l/s para o tanque B. Verifique se a máquina é uma bomba ou turbina e calcule sua potência sabendo que seu rendimento é de 75% . Dados: Peso específico (H20) = 10.000 N/m³ 3- Um tubo de diâmetro constante de 50cm, transporta água a uma vazão de 0,5 m³/s . Uma é usada para elevar a água de uma posição de 30m para 40m. A pressão na seção (1) é 70Kpa e a pressão na seção (2) é de 350Kpa . Que potência deve ser fornecida ao escoamento pela bomba? Assuma HL= 3m Dados: Rendimento = 70% Seção (1) = P1 = 70Kpa Q1= 0,5 m³/s Seção (2) = P2= 350Kpa Q2= 0,5 m³/s 4- Uma pequena central hidrelétrica, apresenta uma vazão de 14,1 m³/s, para uma diferença de 61m. A perda de carga total é 1, 5m. Qual a potência fornecida a turbina? Dados: Rendimento = 75% 5- Deseja-se elevar água do reservatório A para o reservatório B. Sabe-se que a vazão é igual a 4 l/s, determine: a) Velocidade da água na tubulação de sucção ? b) Velocidade da água na tubulação de recalque ? c) Potência ? d) Tempo para encher o reservatório B? Dados: Peso específico = 10.000 N/m³ Dsucção = 10 cm Drecalque= 5 cm Vb= 10m³ Hb= 22,2 m Rendimento= 70% 6- Amônia liquida a -20ºC escoa através de uma seção de tubo de rugosidade( 1,5 * 10^(-6)), de diâmetro 20mm e 30m de comprimento com um fluxo de massa 0,15 kg/s. Determine a queda de pressão , a perda de carga e potência da bomba necessárias para superar as perdas do tubo. Dados da Amônia: Massa específica = 667 kg /m³ Viscosidade = 2,54 x 10^(-4) kg/ms 7- Petróleo bruto escoa em um trecho horizontal , numa vazão de 1,6 milhões de barris por dia. O tubo é ferro com D= 48 polegadas. A rugosidade do tubo é 0,1464mm. A pressão mínima requerida na saída da bomba é 1200psi. A pressão mínima para manter a substância dissolvida é 50psi. O petróleo na temperatura de bombeamento tem massa especifica = 930 kg/m³ e viscosidade cinemática = 1,97 x 10^(-3) m²/s. Para tais condições determine o comprimento máximo da tubulação. Se a eficiência da bomba é de 85% determine a potência que deve ser fornecido a estação. DICA: FAÇA TODAS AS CONVERSÕES ANTES DE COMEÇAR RESOLVER O EXERCÍCIO. Exercícios resolvidos de Mecânica dos Fluidos sobre Massa específica, Peso específico, Peso específico relativo, Densidade, Gradiente de velocidade, Lei da viscosidade de Newton, Tensão superficial, Colisão e adesão e Compressibilidade Olá pessoal, segue exercícios resolvidos de Mecânica dos Fluidos das seguintes matérias: Massa específica, Peso específico, Peso específico relativo, Densidade, Gradiente de velocidade, Lei da viscosidade de Newton, Tensão superficial, Colisão e adesão e Compressibilidade 1- Sabe-se que 1500kg de massa de uma determinada substância, ocupa um volume de 2m³, determine a massa específica, peso específico e peso relativo dessa substância : Dados: peso especifico H20 = 10.000 N/m³ gravidade = 10 m/s² 2- Um reservatório cilíndrico possui diâmetro de base igual a 2m e altura igual a 4m, sabendo que o mesmo está totalmente preenchido com gasolina ( massa específica = 720 kg/m³) determine a massa de gasolina presente no reservatório: 3- O perfil de velocidade do escoamento de um óleo numa superfície é dada por u(y) = 2y². Onde u(y) é o perfil de velocidade em m/s e y é o afastamento da superfície em metros. O óleo apresenta viscosidade absoluta de 0,002 Pa s . Determine a tensão de cisalhamento a 20 cm da superfície sólida: 4- Num experimento de ascensão capilar, a que altura (h) a água subirá num tubo capilar de plástico de 0,1mm de diâmetro com o qual a água forma um angulo de contato de 30º. Dados : massa específica = 1000 kg/m³ tensão superficial = 0,073 N/m 5- Um tubo capilar com 0,88mm de diâmetro interno é mergulhado numa cuba com glicerina, e a glicerina sobe 23,3mm no tubo, qual é a sua tensão superficial? Dados : massa específica = 1260 kg/m³ angulo = 0º 6- Calcule a altura do mercurio ( tensão superficial = 0,5 N/m; massa específica = 13600 kg/m³; angulo = 140º) num tubo capilar de diâmetro de 0,05mm. 7- Ar a 20º C escoa em uma placa plana apresentando um perfil de velocidade, tal como mostrado na figura . Determine a tensão de cisalhamento para y= 3,5 mm, considere viscosidade igual a 1,8 x 10^-5 Pa s, O gradiente de velocidade é dado por: DU/dy = Umax (pi/25) cos (pi*y/2b) 8- Se 6m³ de óleo pesam 47 KN, determine o peso específico, massa específica e densidade do fluido. 9- Considere um perfil parabólico de velocidade V(y) = a+by² , determine: a) o gradiente develocidade ; b) a tensão de cisalhamento em y=0 e y= 50mm Dado: fluido com viscosidade = 8*10^-3 kg/m*s 10- O perfil de escoamento de um fluido numa superfície sólida é dada por u(y)= 2y +3y². Onde u(y) é o perfil de velocidade em m/s e y é o afastamento em metros (m). O óleo apresenta viscosidade 1,8 *10^-3 Pa s . Determine a tensão de cisalhamento a 10 cm da superfície. Exercícios resolvidos de Empuxo (exercícios de introdução a matéria) [ Mecânica dos fluidos] Exercício BÁSICO de empuxo: Um objeto com massa de 10 kg e volume de 0,002 m³, está totalmente imerso num reservatório de água, determine: a) Peso do objeto; b) Intensidade da força de empuxo que a água exerce sobre o objeto; c) Peso aparente do objeto quando imerso na água. Em um recipiente há um líquido de densidade 2,56g/cm³. Dentro do líquido encontra-se um corpo de volume 1000cm³, que está totalmente imerso. Qual o empuxo sofrido por este corpo? Dado g=10m/s² Questão teórica: Dentro da água, as pessoas sentem-se mais leves em virtude da força exercida pela água sobre o corpo imerso. Essa força, descrita pelo princípio de Arquimedes, é denominada empuxo. É correto afirmar que: a) a direção do empuxo pode ser horizontal. b) o empuxo é igual ao peso do corpo. c) o empuxo é proporcional ao volume de água deslocado pelo corpo. d) o empuxo é sempre menor que o peso do corpo. Resolução Sabemos que o empuxo é igual ao peso do fluido deslocado pelo corpo. E = d.v.g onde: v = volume do fluido deslocado d = densidade g = aceleração gravitacional Resposta alternativa c. DICA: O valor do empuxo não depende da densidade do corpo que é imerso no fluido, mas podemos usá-la para saber se o corpo flutua, afunda ou permanece em equilíbrio com o fluido: Se: densidade do corpo > densidade do fluido: o corpo afunda densidade do corpo = densidade do fluido: o corpo fica em equilíbrio com o fluido densidade do corpo < densidade do fluido: o corpo flutua na superfície do fluido Coeficiente de Reynolds, Equação de Bernoulli e da Continuidade - Exercícios resolvidos de Mecânica dos fluídos