Lista de Exercícios 1 (Fenômenos de Transporte)

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Lista de exercicios (Prof Harry Edmar Schulz — Departamento de Hidráulica c Saneamento,
Escola de engenharia de São Carlos. Universidade de São Paulo).
l) Uma protuberância em uma parede de reservatório tem as dimensões indicadas na
flgura. Calcular as componentes de força nas direções x e z que atuam sobre esta
protuberância. A aceleração da gravidade é 9,81 m/s2 e a massa especíñca da água e'
1000 kg/m3. (Wm Awe—2m.)
2) Um eixo gira uma roda que possui um encaixe em "V" para não ser deslocada do seu
lugar. Calcule o torque erdido para girar a roda com velocidade angular a), sabendo
quee<<R1. (wee-$543
3) Duas placas circulares, conforme indicadas na figura, deslizam uma sobre a outra.
Calcule o torque perdido nesta situação. A rotação o raio interno das placas 0
raio externo das placas a viscosidade absoluta do lubriñcante entre as placas (u) e
a espessura do ñlme de lubriñcante (e) são conhecidos. O perf11 dc velocidade é linear
no lubriñcante. (e>0°le$sfo)
Situaçào de trabalho
Placas em planta
4) Um conjunto de uma máquina é composto de uma peça deslizante, que se desloca
sobre um trilho convenientemente dimensionado. O movimento da peça neste trilho é
oscilatorio, sendo que a máxima velocidade que a peça deslizante atinge ac longo de um
ciclo, em relação a0 trilho, 6' 5,0 m/s. A espessura dc fluido lubriflcante que existe entre
a placa deslizante e o trilho é (16 0,5 mm. A massa especíñca do fluido e' 800 kg/m3 e a
viscosidade cinemática é 5,0.10'6 mZ/s. Calcule a força que atua sobre a placa deslizante
na situação de velocidade méxima. (WM WWWCO)
S) Calcule a potência dissipada na esfera ôca indicada abaix0, bem como a temperatura
intermediaria. O regime é permanente. [ew%esnõ)
L = 10,0 cm, R=3,15 cm, e=0,5 mm,
B=0,05 m, V=5,0 m/s.
6) No sistema de tubos abaixo calcule o valor do deslocamento x após 4,0 cm de coluna
do fluido I ter sido substituida por 4,0 cm de coluna do fluido 3. (wow “meg/C9)
p1=840, p2=1000, p3=950.
Situação anterior à colocação do ñuido 3 Situação posterior à colocação do fluido 3
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yawn; The
 
7) Um recipiente dc vidro contendo trés hastes dc vidro foi emborcado em três
vasilhames contendo:
1° :Água, p=l.000 kg/m3
20 : Óleo p=800 kg/m3
3° : Óleo p=910 kg/m3
Após ter sido aplicada uma diminuição de pressão no recipiente, houve a formação de
três colunas de líquido nas hastes de vidro. Tirando os vasilhames, a situação final de
equilibrio e’ mostrada na flgura. Quanto valem h2 e h3? (Waco? [Aggie/c. )
Recipiente
8) Em um experimento dc transl‘eréneia dc calor qucr-se substituir um cilindm nee
construido com um material homogénco dc condulividade termiea K par uma esfera oea
do mcsmo material. Devido as condiçõcs geométrieas da bancada experimental, os rains
mterno e externo do cilindro (R I c kg. respectivamente) devem ser iguais ans da esfera.
Da mesma mancira. a dcsearga térmica Q dc dcntro para fora (uma resisténcia eletrica é
colocada no interior) dove ser igual em ambas as geometrias. O cilindro é isolado
terrnicamentc nas superficies dc limo. dc forma que a tranSfcrénCla tc’rmica é
unidimensmnal.
. Sabendo que o comprimcnto do cilindro 0' l0 cm e que o raio cxtemo é duas was
malor que 0 ram mtcmo (R3- perguma-sc quais são OS rains interno e extemo da
esfera que o substituira nos experimentos? WW Alma/(o
9) Calcule a força atuante na comporta triangular da figura abaixo. A comporta é
rotuladajunlo à supcrñcie da agua. A sua altura total é H e a largura junto à superficie é
L. Apenas atua pressão hidrostática e pode-se considerar pressões relativas. O cabo que
sustenta a comporta fcchada tem peso desprezivel e está fixo na ponta da comporta (que
tern movimento livre para fora do reservatorio, girando em tomo das rotulas da
superficie. Calcule o valor dc \P para que a comporta ñque fechada quando o
reservatõrio está cheio. (63W!
Se houver interesse, bons exercícios sobre esses temas são encontrados em livros de
F enômenos de Transporte, Transferência dc Calor, Transferência de Massa e Mecânica
dos Fluidos. A biblioteca da EESC possui Vários livros dc diferentes autores que trazem
exercicios para esta fase do curso.