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UNIVERSIDADE CEUMA Disciplina: Fenômenos de Transporte Curso de Engenharia civil Prof. Wesdney Melo LISTA DE EXERCÍCIOS 02 1ª) Um jato livre de água com diâmetro d = 5 cm e velocidade v = 15m/s incide perpendicularmente sobre uma placa plana estacionaria colocada na posição vertical. Considerando regime permanente e sendo ρágua = 1000 kg/m 3, determine a força exercida pelo jato livre de água sobre a placa. (Use a fórmula da força F = ρ.Vz.v.senθ). R: 441,75 N 2ª) Defina vazão e fluxo de massa de um escoamento. 3ª) Água escoa com vazão Q = 0,05 m3/s no duto horizontal de diâmetro constante mostrado no esquema da Figura 5.48. Devido ao atrito viscoso, ocorre uma perda de carga hP = 0,04 m de água entre as seções A e B. Se a pressão no ponto B corresponde a uma altura de água hB = 0,6 m no medidor sobre o ponto B, determine a altura de água hA correspondente à pressão no ponto A. 4ª) No início de uma tubulação de 20 m de comprimento, a vazão é de 250 litros/h. Ao longo deste trecho são instalados gotejadores com vazão de 4 litros/h cada, distanciados de 0,5 m. Calcule a vazão no final do trecho. 5ª) A água escoa pelo tubo indicado na figura ao lado, cuja secção varia do ponto 1 para o ponto 2, de 100cm2 para 50cm2. Em 1, a pressão é de 0,5kgf/cm2 e a elevação 100m, ao passo que, no ponto 2 a pressão é de 3,38kgf/cm2 na elevação 70m. Desprezando as perdas de carga, calcule a vazão através do tubo. 6ª) Para a tubulação mostrada na figura, calcule a vazão e determine a velocidade na seção (2) sabendo-se que A1 = 10cm² e A2 = 5cm². Dados v1 = 10m/s. 7ª) 14 m3/s de água entram no sistema de distribuição da figura. Sabendo-se que a velocidade na seção 3 é o dobro da velocidade da seção 2, pede-se determinar as três velocidades envolvidas. 8ª) Um líquido escoa no interior de um tubo horizontal cujo raio interno é de 2,52 cm. O tubo se curva para cima até atingir uma altura de 11,5 m, onde se alarga e se acopla a outro tubo horizontal cujo raio interno é de 6,14 cm. Qual deve ser a vazão se a pressão nos dois tubos horizontais é a mesma? 9ª) Um reservatório é utilizado para coletar toda a água da chuva que cai sobre uma área A = 100 m2 . o reservatório possui um pequeno orifício com área de seção transversal a uma distância h = 2m abaixo do nível da água. (a) Admitindo uma pluviosidade de 1,6 m/ano distribuída de forma uniforme ao longo do ano, estime o valor máximo possível para a área a que manterá o nível da água constante no reservatório. (b) Determine a quantidade de água que este reservatório pode liberar em litros/dia. 10ª) 50 litros/s escoam no interior de uma tubulação de 8”. Esta tubulação, de ferro fundido, sofre uma redução de diâmetro e passa para 6”. Sabendo-se que a parede da tubulação é de ½” , calcule a velocidade nos dois trechos e verifique se ela está dentro dos padrões (v < 2,5 m/s). Dado: 1’’ = 2,54cm 11ª) Um projeto fixou a velocidade V1 para uma vazão Q1, originando um diâmetro D1. Mantendo-se V1 e duplicando-se Q1, demonstre que o diâmetro terá que aumentar 41%. 12ª) A um tubo de Venturi, com os pontos 1 e 2 na horizontal, liga-se um manômetro diferencial. Sendo Q = 3,14 litros/s e V1 = 1 m/s, calcular os diâmetros D1 e D2 do Venturi, desprezando-se as perdas de carga (hf =0). 13ª) No tubo recurvado abaixo, a pressão no ponto 1 é de 1,9 kgf/cm2. Sabendo-se que a vazão transportada é de 23,6 litros/s, calcule a perda de carga ( hf = ?) entre os pontos 1 e 2. 14ª) Em um canal de concreto, a profundidade é de 1,2m e as águas escoam com velocidade de 2,4m/s, até certo ponto, onde, devido a uma pequena queda, a velocidade se eleva para 12m/s, reduzindo-se a profundidade a 0,6m. Desprezando as possíveis perdas por atrito, determine a diferença de cota entre os pontos. 15ª) Calcule a energia adicionada a água e a potência hidráulica da bomba em cv, assumindo um líquido perfeito com γ=1000Kgf/m3 e 1cv= 75Kgf m/s. 16ª) Na instalação da figura, a máquina é uma bomba e o fluido é água. A bomba tem potência de 5 KW e seu rendimento é 80%. A água é descarregada à atmosfera com uma velocidade de 5 m/s pelo tubo cuja área da seção é 10 cm2. Determinar a perda de carga do fluido entre (1) e (2). Dados γH2O = 10000 N/m3 e g = 10 m/s2. 17ª) Dado o esquema da figura, determine: a) Qual é a leitura no manômetro metálico? b) Qual é a força que age sobre o topo do reservatório? (Despreze a pressão provocada pela coluna de ar) 18º) No manômetro diferencial da figura, o fluido A é água, B é óleo e o fluido manométrico é mercúrio. Sendo h1=15cm, h2= 60cm, h2= 45cm e h4 = 5cm, qual é a diferença de pressão PB – PA? Dados: γH2O = 10000 N/m3; γHg = 136000 N/m 3; γóleo = 8000 N/m 3. 19ª) O sistema abaixo está fechado e contém ar comprimido e óleo. O fluido utilizado no manômetro em “U” conectado ao tanque é mercúrio. S e h1 = 914 mm, h2 = 152 mm e h3 = 229 mm, determine a leitura do manômetro localizado no topo do tanque. Dados: γHg = 136000 N/m 3; γóleo = 8000 N/m 3. 20ª) Um tubo de Pitot é preso num barco que se desloca a 45 Km/h. Qual será a altura h alcançada pela água no ramo vertical? 21ª) No sistema representado na figura abaixo encontra-se um piezômetro inclinado, onde γ1 = 800 Kgf/m³ e γ2 = 1700 Kgf/m³, L1 = 20 cm e L2 = 15 cm, α = 30. Qual é a pressão em P1?
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