Resolução Exame MecanicaFluidos prático 2008.01.29 EDMF20080128 01

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Resolução do Exame Prático de Mecânica de Fluidos – 2008.01.29 
 
 
Eduardo Manuel Silva Domingues – 21170432 – DEM – ISEC 
 
EDMF20080129_01 1/5 | P á g i n a 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Resolução do Exame Prático de Mecânica de Fluidos – 2008.01.29 
 
 
Eduardo Manuel Silva Domingues – 21170432 – DEM – ISEC 
 
EDMF20080129_01 2/5 | P á g i n a 
 
Resolução: 
atm mola cilidro arp p p p  
 
60 4 9,81
95000
0,0035 0,
123
0
,
35
4
0
ar arP P kPa

    
 
 
 
Resolução: 
 
FV 
RB 
RA 
 
FH 
 
10 1 9h y m   
 
VF V 
 
HF h A  
 
V V V 
 
 Resolução do Exame Prático de Mecânica de Fluidos – 2008.01.29 
 
 
Eduardo Manuel Silva Domingues – 21170432 – DEM – ISEC 
 
EDMF20080129_01 3/5 | P á g i n a 
2
3 210 9,81 4 8 2
2
VF V
         2 504,6 kN   
 
 
 O volume corresponde a altura de fluido que se encontra em cima do cilindro 
310 9,81 9 2 2 353,2HF h A kN         
Assim, 
504564 500 9,8 51 509,A V cilindro kNR F P     
 e 
353,2B HR kNF 
 
 
 
Resolução: 
 Definir a equação de balanço de energia: 
 1 3 1 3E E hf  
 2
0 0
2
p u
g 
3
0
p
z  
2
3
3
2
u
z
g
   1 3hf 
 
3 atmp p
 
0 330 0z m z 
 
0 0u  
2 4
0 4
2 9,81
2 2 9,81 10
10
p kgf cm Pa


     
 
2 9,81 410
9,81 310
   
 
2 2
3 3
1 3 1 3
1
30 50
2 2
u u
hf hf
g g
 
     
 
 
 Resolução do Exame Prático de Mecânica de Fluidos – 2008.01.29 
 
 
Eduardo Manuel Silva Domingues – 21170432 – DEM – ISEC 
 
EDMF20080129_01 4/5 | P á g i n a 
     1 3 1 2 2 3hf hf hf    1 3Q Q
 
1 1 3 3u A u A  
 
1
3
1
A
A

 
1 3u u 
 
 
   
2 2 2
1 2 1 1 1
1 2
30
0,5 1,8 10 600 12,3
2 0,05 2 2
Ag Ag
L Ag
l u u u
hf k
d g g g
  

   
              
  

 
 Nota: A perda de carga localizada entre a transição do aço galvanizado para o cobre, é 
considerada no troço onde existir maiores perdas de carga, conduto neste exercício como 
não é enunciada será desprezada e por isso não tida em conta. 
 
 
   
2 2 2
2 3 1 1 1
2 3
20
10 400 10
2 0,05 2 2
C C
L C
l u u u
hf k
d g g g
  

   
               

 
 Nota: A perda de carga localizada a saída não é considerada porque já está incluída na 
equação (1). 
 
   
2 2 2
1 1 1
1
2 50
50 600 12,3 400 10
2 2 2 600 400 23,3
Ag C
Ag C
u u u g
u
g g g
             
 
 
 Processo iterativo arbitrando um valor de velocidade (u = 4 m/s): 
u1 = 4 m/s 
0,15 0,0015Ag Cmm mm  
 
   
5
1 2 2 3 6
4 0,05
Re Re 2 10
10
u d
  
 
    
 
0,15
0,003
50
Ag
d

 
 
0,0015
0,00003
50
C
d

 
 
1 1
6 63 3
5
10 10
0,0055 1 20000 0,0055 1 20000 0,003 0,0276
Re 2 10
Ag
ag
d
                             
  
1 1
6 63 3
5
10 10
0,0055 1 20000 0,0055 1 20000 0,00003 0,0153
Re 2 10
C
C
d
                              
   
1
2 9,81 50
4,62
600 0,0276 400 0,0153 23,3
u m s
 
 
    
Como o número de Reynolds é superior 
a 4000, então o regime é turbulento. 
 
 Resolução do Exame Prático de Mecânica de Fluidos – 2008.01.29 
 
 
Eduardo Manuel Silva Domingues – 21170432 – DEM – ISEC 
 
EDMF20080129_01 5/5 | P á g i n a 
 
 Novo processo iterativo, agora com um valor mais aproximado de velocidade (u = 4,62 m/s) 
   
5
1 2 2 3 6
4,62 0,05
Re Re 2,31 10
10
u d
  
 
    
 
1 1
6 63 3
5
10 10
0,0055 1 20000 0,0055 1 20000 0,003 0,0275
Re 2,31 10
Ag
ag
d
                             
  
1 1
6 63 3
5
10 10
0,0055 1 20000 0,0055 1 20000 0,00003 0,0149
Re 2,31 10
C
C
d
                              
   
 
1
2 9,81 50
4,63
600 0,0275 400 0,0149 23,3
u m s
 
 
   
 
2
3
1 1 1 1 1
0,05
4,6 9,3 00,009 909
4
Q lu A Q Q m s s
 
       