Exercícios Propostos II

Prévia do material em texto

Ftec
Curso: Engenharias
Disciplina: Fenômenos de Transporte
Aluno (a):
Prof. Vitor
Exercícios Propostos II
Na curva com deflexão de 45◦, representada na figura, escoa água em regime permanente (ρ=1000 kg/m³). Determinar a força resultante no eixo-y (Ry) considerando que a velocidade V1=10m/s sendo o diâmetro do tubo igual a 30mm, a pressão no interior do tubo é igual a 10 m.c.a.
Roteiro de resolução:
Desenhe um volume de controle na figura acima;
Calcule a vazão na seção 1 com a equação da conservação da massa;
Calcule a velocidade na seção 2 com a equação da continuidade;
Decomponha a velocidade da seção 2, nos eixos x e y;
Apresente na figura as forças devido a pressão no volume de controle;
Decomponha a força proveniente da pressão na seção 2;
Apresente na figura as reações em x e y que atuam no volume de controle.
Aplique a equação da conservação da quantidade de movimento no para o eixo y para encontrar o Ry.
Determinar a força de reação (Rx), no sistema apresentado na figura, no qual escoa água (ρ=1000 kg/m3 ) numa tubulação de 400mm de diâmetro com velocidade média igual a 5 m/s. A água sai a pressão atmosférica em forma de jato devido a placa plana com diâmetro de 100 mm. A pressão no interior do tubo é de 30 m.c.a.
Obs. Sistema em regime permanente e propriedades uniformes na entrada (1) e saída (2) do fluido.
Roteiro de resolução:
Desenhe um volume de controle na figura acima;
Calcule a vazão na seção 1 com a equação da conservação da massa;
Calcule a velocidade na seção 2 com a equação da continuidade;
Decomponha a velocidade da seção 2, nos eixos x e y;
Apresente na figura as forças devido a pressão no volume de controle;
A figura mostra as reações em x , no parafuso.
Aplique a equação da conservação da quantidade de movimento no para o eixo x para encontrar o Rx.
Num Venturi escoa água conforme mostrado a figura. O manômetro de mercúrio indica uma altura H=20cm. Considere d1 = 2d2 = 16cm. A diferença de pressão entre os pontos 1 e 2 é 24,72kPa. Desconsiderar a perda de carga. Calcular a vazão no sistema. Obs: água 1000kg/m3 mercúrio 13600kg/m³.
Roteiro de resolução:
Aplique a equação de Bernoulli entre os pontos 1 e 2.
Substitua as velocidades nas seções 1 e 2 por V1= Q/A1, V2=Q/A2, onde estas vem da equação da continuidade;
Substitua as velocidades acima dentro da carga cinética da equação de Bernoulli;
Realize algumas álgebras para isolar a vazão e substitua os valores para ter o valor da mesma.
Óleo escoa com uma vazão de 0,2m3 /s por um tubo de ferro fundido de 500m de comprimento e 200mm de diâmetro o qual apresenta um rugosidade ε=0,26mm. Nestas condições, no diagrama de Moody se obtém um fator de atrito igual a 0,0225. (a) Determine a perda de carga na tubulação. (b) Determine a queda de pressão se o tubo tem um ângulo de declive de 100 no sentido do escoamento. ρ=900 kg/m3 ν=0,00001 m2 /s.
A figura mostra o escoamento de água na qual a tubulação apresenta uma redução de seção. Na seção (1) o diâmetro D1=8cm e a velocidade V1=5m/s. Na seção (2) o diâmetro D2=5cm e a pressão é igual a p2=patm=101,32kPa. Nestas condições do escoamento o manômetro de coluna de mercúrio apresenta uma altura de h=58 cm. 
( a ) Aplicando as relações de manométrica determine a pressão relativa na seção (1);
( b ) Aplicando a Eq. de Energia determine a perda de carga entre (1) e (2);
( c ) Aplicando a equação da quantidade de movimento determine a força total que os flanges resistem. ρágua=1000 kg/m3 ; ρHg=13600 kg/m3