Listas de Exercícios

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE CAMPINA GRANDE
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA CIVIL E AMBIENTAL
ÁREA DE ENGENHAARIA DE RECURSOS HÍDRICOS
DISCIPLINA: MECÂNICA DOS FLUIDOS
PROFESSOR: 	EDUARDO ENÉAS DE FIGUEIREDO
ALUNO: ___________________________________________________
 
LISTA DE EXERCÍCIOS - CAPÍTULO III
1-A um tubo de Venturi, com os pontos (1) e (2) na horizontal, liga-se um manômetro de mercúrio (Fig. 1). Sendo Q= 3,14 l/s e V1 = 1m/s, calcular os diâmetros D1 e D2, desprezadas as perdas. (resp. D1= 63 mm e D2= 37 mm).
2-Água escoa na tubulação BMC (Fig. 2) com as seguintes características: Z1= cota do ponto B = 20 m; Z2= cota do ponto C = 10 m; p1= pressão em B= 147 kPa; V1= velocidade no trecho BM = 0,6m/s; D1= diâmetro no trecho BM = 0,2 m; D2 = diâmetro no trecho MC = 0,1 m. Calcular: 
A carga total; (resp. H=35,018 m)
A velocidade no trecho MC; (resp. V2=2,4 m/s)
A vazão; (resp. Q= 18,8 l/s)
A pressão no ponto C; (p2= 242,3 KPa)
3-Em um tubo de seção variável, com diâmetros D1= 0,250 m e D2= 0,500 m (Fig. 3), a vazão é de 320 litros de água por segundo. Sabendo que a carga piezométrica em (1) é de 6,5 m.c.a. e desprezando a perda de energia, obter a carga piezométrica em (2). (resp. P2/γ = 5,2 m.c.a.).
4-Água escoa de (1) para (2) na Figura 4. Sendo A1 = 0,01m2 e A2 = 0,005 m2, p1 = 49KPa e p2 = 331,58 KPa, calcular a vazão em l/s. (resp. Q= 28l/s).
5-A pressão dentro do tubo em S (Fig.5) não deve ser menor que 23,86 KPa. Desprezando-se as perdas, qual a altura máxima acima de A em que S poderá ser localizado? (resp. h = 2,4 m).
6-Em um conduto de 175 mm de diâmetro a vazão é de 3300 litros de água por minuto. Sabendo que a pressão num ponto do conduto é de 2 Kgf/cm2, calcular o valor da energia total/peso, estando o plano de referência a 8 m abaixo do ponto considerado. (resp. 28,262m).
7-Na tubulação que parte da barragem (Fig. 7), a vazão é de 28 l/s. A pressão no ponto (1) é p1 = 29,6 m.c.a. Calcular a seção da tubulação, desprezando as perdas de energia. (resp. A = 100 cm2)
8-água (γ= 1000 kgf/m3) circula pela tubulação da Figura 8, onde D1 = 300 mm e D2 = 150 mm. À tubulação está ligado um manômetro de mercúrio (d= 13,6). Admitindo que não haja perdas de energia entre 1 e 2, determinar:
 A diferença de pressão entre 1 e 2; (resp. 5286 kgf/m2)
O sentido do escoamento; (resp. p1 > p2)
A vazão em volume; ( resp. Q= 0,174 m3/s)
9-Em um reservatório de nível constante, tem-se um orifício com diâmetro D1= 0,02 m à profundidade h1 = 3 m ( Fig. 9). Substituindo-o por outro com diâmetro D2 = 0,015 m, determinar a que profundidade deve ficar o novo orifício, a fim de que a vazão seja a mesma do primeiro, desprezando todas as perdas de energia. (resp. h2= 9,387 m).
10- Água escoa pelo tubo de Venturi indicado na figura 10. Calcular a vazão e as velocidades. São dados: p1 = 1,47 Kgf/cm2 e p2 = 1 atm. Supõe- se escoamento permanente. (resp. V1 = 3,2 m/s; V2 = 12,8 m/s e Q = 0,0565 m3/s).
11-Desprezando- se as perdas, determinar a vazão na figura 12. ( resp. Q= 0,0476 m3/s).
12- Para perdas de 0,1 m.N/N, calcule a velocidade em A na figura 11. A leitura barométrica é de 750 mmHg. (resp. VA = 14,72 m/s).
13-Com base nas equações da continuidade e de Bernoulli, determinar a equação para a vazão no venturi da figura 13. Desprezar as perdas.
14-Com base nas equações da continuidade e da energia, determinar as profundidades possíveis na figura 14. Verifique a energia em 2 com as duas profundidades.
15-Calcular H em função de R, na figura 15, desprezando as perdas.
16-Determinar a potência no eixo de uma bomba, cujo rendimento é de 80%, para que a vazão no sistema da figura 16 se 30 l/s. As perdas no sistema, excluindo a bomba, valem 12 V2/2g e H = 16 m.
17 -Qual a força F (figura 17) necessária para manter a placa em repouso se o fluido é óleo, d = 0,83, que escoa com V0 = 25 m/s? 
		
Fig.1						 Fig. 2
 	
 Fig.3						 Fig. 4
 			
	 	 Fig. 5						Fig. 7
	
Fig. 8					Fig. 9
		
	 Fig.10				Fig.11
 
		Fig. 12 Fig. 13
				Fig. 14
	
 
		Fig.15 				 	 Fig. 16
		Fig. 17
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UNIVERSIDADE FEDERAL DE CAMPINA GRANDE
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ÁREA DE ENGENHAARIA DE RECURSOS HÍDRICOS
DISCIPLINA: MECÂNICA DOS FLUIDOS
PROFESSOR: 	EDUARDO ENÉAS DE FIGUEIREDO
ALUNO: ___________________________________________________
 
LISTA DE EXERCÍCIOS - CAPÍTULO V
O álcool, µ=1,22x10-4 Kgf.s/m² e ν=1,515x10-6 m²/s, flui a uma velocidade de 2,2 m/s em um tubo de 20 cm de diâmetro. Calcule o número de Reynolds, a massa e o peso específicos do álcool.
Uma vazão de 9,5 l/s de óleo de densidade 0,88 e viscosidade 0,0718 K.s/m² escoa num oleoduto de diâmetro de 100 mm. Determine o número de Reynolds e classifique o escoamento. Qual será a perda de carga ao longo de 300 m de oleoduto?
Quando Q= 0,0019 m³/s de água à 21°C escoam numa tubulação de 76 mm, o escoamento será laminar ou turbulento?
Pede-se a perda de carga em um conduto longo no qual escoa água à temperatura de 20°C, com vazão de 62,8 l/s. Dados: L=100m; D=200 mm; Rugosidade absoluta= 10-4 m.
Num ponto A de uma instalação na qual a água escoa o diâmetro é de 1200 mm, a pressão 68,95KPa e a velocidade 1,2m/s. Num ponto B, 1,8 m mais alto que A, o diâmetro é 600 mm e a pressão 13,6 KPa. Determinar o sentido do escoamento e a perda de carga no trecho.
Num tubo de 300 mm de água escoa para cima com uma vazão de 0,4 m³/s. Em um ponto sobre a linha, a uma elevação de 30 m, um manômetro acusa 900KN/m². Calcule a pressão numa altitude de 45 m, em 600 m de linha, supondo f= 0,02.
 Calcular o diâmetro do tubo vertical necessário para o escoamento de um líquido a um número de Reynolds igual a 1800, quando a pressão permanece constante. A viscosidade cinemática do líquido é 1,4x10-5 m²/s e Q=2 l/s.
Considere um tubo de aço estrudado (ε= 0,05 mm) com diâmetro de 400 mm transportando um óleo de densidade d= 0,85. Num ponto do tubo a pressão é P= 276 KPa e a cota é 61 m. Calcule a pressão num outro ponto de cota 15 m, se entre os dois pontos a energia dissipada é 23 m.
Do reservatório R sai uma canalização de ferro fundido, com diâmetro de 200 mm. No eixo da canalização, marca-se o ponto S a 1 Km de distância do reservatório e a 36 m abaixo do nível da água do reservatório R. Se a pressão em S é de 324 KN/m². Calcule a vazão do sistema a uma temperatura de 20°C.
 Determine a vazão e a leitura manométrica, desprezando as perdas menores e as cargas cinéticas. Dados: Material de ferro fundido a 25° C.
Do Livro de Victor L. Streeter
Exercícios propostos: 5.26, 5.32, 5.65, 5,69, 5.70, 5.94