LISTA DE EXERCÍCIOS - Balanço Global de Energia Mecânica

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EXERCÍCIOS – BALANÇO DE ENERGIA MECÂNICA 
 
 
1. Um líquido escoa de A para B em um tubo horizontal numa taxa de 3 ft3/s. Desprezando as 
perdas por atrito, determine a pressão em A (em coluna de líquido), sabendo-se que a pressão 
em B (em coluna de líquido) é de 24 in. 
 
 
2. Água escoa em regime permanente, ascendentemente, em um tubo vertical, saindo radialmente 
do tubo, conforme figura a seguir. Se desprezarmos o atrito, qual a vazão de água através do 
tubo se a pressão em A for de 10 psig? É razoável desprezar oatrito nesse caso? 
 
3. Água escoa através de uma contração em um tubo numa vazão de 1 ft3/s. Calcule o diferencial 
de pressão indicado pelo manômetro (em in Hg), assumindo desprezíveis as perdas de energia 
no escoamento. Esteja atento para dar a direção correta da leitura do manômetro. 
 
 
4. O tanque pressurizado (figura a seguir) tem seção transversal circular de 6 in de diâmetro. Óleo 
é drenado através de uma abertura na lateral do tanque, de 2 in de diâmetro. Assumindo que a 
pressão do ar é mantida constante, quanto tempo será necessário para que a superfície do óleo 
abaixe em 2 ft? A densidade do óleo é 0,85 e a do mercúrio é de 13,6. 
 
5. Se a velocidade do ar (v) for igual a 15 m/s, determine a leitura dos manômetros nas figuras (a) 
e (b), abaixo. Considere a massa específica do ar = 1,21 kg/m3. 
 
 
 
6. Considere a situação apresentada a seguir. Se água escoa em condições de regime permanente 
na qual a bomba cede 3 HP de potência ao fluido, encontre a vazão mássica se as perdas por 
atrito puderem ser desprezadas. 
 
 
7. A figura a seguir mostra o esquema de uma bomba d’água que apresenta vazão em regime 
permanente igual a 0,019 m3/s. A pressão na seção 1 da bomba (seção de alimentação da 
bomba) é 1,24 bar e o diâmetro é de 89 mm. A descarga apresenta diâmetro de 25 mm e 
pressão de 4,14 bar. A variação de elevação entre os centros das seções 1 e 2 é nula e a 
variação de temperatura entre entrada e saída era de 0,07°C. Determine a potência necessária 
para operar a bomba admitindo que esta opera de modo adiabático. (1 bar = 105Pa) 
 
 
 
8. Uma solução diluída a 21°C é adicionada a um tanque bem agitado com uma vazão de 81,7 
kg/h. Uma serpentina de aquecimento de 0,93 m2 é percorrida por vapor a 150°C e está 
localizada no interior do tanque . Uma vazão mássica de 54,5 kg/h de líquido aquecido deixa o 
tanque à temperatura da solução no interior do tanque, que é mantida constante por agitação. 
No início da operação existem 230 kg de solução a 38°C no interior do tanque. Calcular a 
temperatura de saída após 1h. Considere que a troca térmica na serpentina pode ser calculada 
pela expressão: 
 Q = UA∆T 
 onde U = coeficiente global de troca térmica = 340 kcal/hm2°C 
 A = área de troca térmica 
 ∆T = Tfluido na serpentina – Tfluido no tanque 
 
 
9. A figura a seguir apresenta um esquema de um sifão utilizado para retirar água de um 
reservatório de grande porte. O duto que forma parte do sifão tem um diâmetro de 40mm e 
termina num bocal de 25mm de diâmetro. Considerando que não existem perdas de energia no 
sistema a) determine a vazão através do sifão e b) a pressão nos pontos B,C,D e E. 
 
 
10. Desprezando as perdas por atrito no sifão encontre a taxa de descarga em ft3/s e a pressão em B 
se o tubo apresenta diâmetro uniforme de 1 in. Quanto tempo levará para que o nível no tanque 
cair de 3 ft? O diâmetro do tanque é de 10 in. 
 
 
11. Considerando que o nível no tanque é mantido constante e as perdas viscosas são despresíveis, 
determinar: (a) a vazão volumétrica, (b) as pressões e velocidades nos pontos A, B, C e D.