Exercícios de Cinemática dos Fluidos

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Universidade Tecnológica Federal do Paraná 
Campus Campo Mourão - PR 
4ª. LISTA DE EXERCÍCIOS 
FENÔMENOS DE TRANSPORTE 
Cinemática dos Fluidos - Escoamentos 
Prof. Eudes José Arantes 
 
Estamos acostumados a trabalhar com o conceito de vazão (volume/tempo). Este tipo de 
descarga é chamada de descarga volumétrica. Para o escoamento de gases é interessante 
definirmos outro tipo de descarga, a descarga mássica (massa/tempo), normalmente 
chamada de vazão em massa. 
 
1) Um gás (γ = 5 N/m3) escoa em regime permanente com uma vazão em massa de 
5kg/s pela seção A de um conduto retangular de seção constante de 0,5m por 1,0m. 
Numa seção B, o peso específico do gás é 10 N/m
3
. Qual será a velocidade média do 
escoamento nas seções A e B?
 
 
2) No tubo da figura, determinar a vazão em volume e em massa e a velocidade média 
na seção 2 sabendo que fluido é água e que A1= 10 cm
2
, A2= 5 cm
2
.
 
 
3) Um tubo admite água num reservatório com uma vazão de 20 L/s. No mesmo 
reservatório é trazido óleo (ρ = 800 kg/m3) por outro tubo com uma vazão de 10 L/s. 
A mistura homogênea formada é descarregada por um tubo cuja seção tem uma área 
de 30 cm
2
. Determinar a massa específica e a velocidade da mistura no tubo de 
descarga.
 
 
 
4) Determinar a velocidade média correspondente ao diagrama de velocidades a seguir. 
 
5) Defina: 
a. Escoamento laminar e escoamento turbulento 
b. Número de Reynolds 
c. Perfil de velocidades 
d. Equação da continuidade 
 
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4ª. LISTA DE EXERCÍCIOS 
FENÔMENOS DE TRANSPORTE 
Cinemática dos Fluidos - Escoamentos 
Prof. Eudes José Arantes 
OBS: Desprezar as perdas de carga em todos os exercícios 
 
6) Determinar a velocidade do jato do líquido no orifício considerando o reservatório de 
grandes dimensões. Considere fluido ideal 
 
 
7) A pressão no ponto S do sifão da figura não dever cair abaixo de 3 kPa (abs). 
Porquê? Desprezando as perdas e considerando o reservatório com nível constante, 
determinar: 
a. Qual a velocidade do fluido? 
b. Qual é a máxima altura do ponto S em relação ao ponto B? 
 
 
8) Qual a vazão de óleo no tubo convergente da figura? Dados 
3/8000 mNóleo 
. 
 
 
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FENÔMENOS DE TRANSPORTE 
Cinemática dos Fluidos - Escoamentos 
Prof. Eudes José Arantes 
 
 
9) A cavitação é um fenômeno que ocorre no seio de um líquido quando a pressão em 
um de seus pontos atinge a pressão de vapor do líquido. Então, naquele ponto, o 
líquido começa a vaporizar, causando a descontinuidade do escoamento. Se a 
profundidade da água dentro do tanque esquematizado na figura, é igual a 0,90m, 
qual o máximo valor de L que pode ser utilizado sem que se produza a cavitação no 
ponto A. Admita que a pressão de vapor seja igual a 3240 N/m
2
 e a pressão 
atmosférica seja igual a 101240 N/m
2
. 
 
Dados: 
Q = 23,6 L/s 
D1 = 10 cm 
D2 = 5 cm 
D3 = 0,5 cm 
ρA = 1080 kg/m
3
 
P1 = 1,2 . 105 N/m
2
 (abs) 
Determine 
a) a vazão da solução em função da altura h 
b) a máxima altura h admissível para que o dispositivo funcione