Lista02 Fenômenos CEUMA

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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?