Lista Conservação da massa

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CONSERVAÇÃO DA MASSA 
1 – O escoamento no tubo enche um tanque de armazenagem cilindro conforme mostrando. No tempo t = 0, 
a profundidade da água no tanque é 30 cm. Calcule o tempo necessário para encher o restante do tanque. 
 
2 – O tanque aberto da figura contém água e está sendo enchido através da seção 1. Considerando o 
escoamento incompressível. Primeiro deduza uma expressão analítica para a taxa da variação do nível d`água, 
dh/dt, em termos das vazões (Q1, Q2, Q3) e o nível h d`água for constante, determine a velocidade de saída, 
V2 para os dados V1 = 3 m/s e Q3 = 0,01 m³/s. 
 
3 – Água escoando por um tubo com 8 cm de diâmetro entra em uma seção porosa, como mostra a figura, 
que permite uma velocidade radial uniforme Vw, através das superfícies das paredes por uma distância de 1,2 
m. Se a velocidade média na entrada V1 for igual a 12 m/s, determine a velocidade de saída V2 se (a) Vw = 15 
cm/s para fora do tubo ou (b) Vw = 10 cm/s para dentro do tubo, (c) Qual o valor de Vw fará V2 = 9 m/s? 
 
4 – Três tubos fornecem águe em regime permanente, para um tubo maior de saída mostrado na figura. A 
velocidade V2 = 5 m/s e a vazão de saída Q4 = 120 m³/h. Encontre (a) V1, (b) V3 e (c) V4 se sabemos que 
aumentando Q3 em 20% Q4 aumentará em 10%. 
 
 
 
5 – Em alguns túneis de vento, a seção de teste é perfurada para fazer a sucção de ar e manter uma camada 
limite viscosa delgada. A parede da seção de teste na figura contém 1200 orifícios de 5 mm de diâmetro em 
cada metro quadrado de área da parede. A velocidade de sucção através de cada orifício é Vs = 8 m/s, e a 
velocidade na entrada da seção de teste é V1 = 35 m/s. Supondo escoamento permanente e incompressível 
de ar, calcule (a) V0, (b) V2 e (c) Vf, em m/s. 
 
6 – O recipiente cilíndrico tem 20 cm de diâmetro e uma contração cônica no fundo com um furo de saída de 
3 cm de diâmetro. O tanque contém água limpa nas condições padrão ao nível do mar. Se a superfície da água 
estiver descendo a uma taxa aproximadamente constante de dh/dt = 0,072 m/s, calcule a velocidade média V 
para fora na saída inferior. 
 
7 – Água escoa em regime permanente através da bifurcação de tubulação mostrada na figura, entrando na 
seção 1 com 76 L/min. A velocidade média na seção 2 é de 2,5 m/s. Uma porção do escoamento é desviada 
para um chuveiro, que contém 100 orifícios de 1 mm de diâmetro. Considerando uniforme o escoamento na 
ducha, estime a velocidade de saída dos jatos do chuveiro. 
 
8 – A ducha de um chuveiro alimentado por um tubo de água com diâmetro interno de 19,05 mm consiste em 
50 bocais de diâmetros internos de 0,79 mm. Considerando uma vazão de 1,39 x 10^-4 m³/s, qual é a 
velocidade (m/s) de cada jato de água? Qual é a velocidade média (m/s) no tubo? 
9 – Considere o escamento incompressível e permanente através do dispositivo mostrado. Determine o 
módulo e o sentido da vazão volumétrica através da porta 3. 
 
10 – Um laboratório universitário deseja construir um túnel de vento de vazão 15 m³/s com velocidades 
variáveis do ar. Para isso, propõe-se construir o túnel com uma sequência de três seções de teste circulares: A 
seção 1 terá um diâmetro de 1,5 m, a seção 2 um diâmetro de 1 m e a seção 3 um diâmetro tal que a velocidade 
média seja 75 m/s. (a) Qual serão as velocidades nas seções 1 e 2? (b) Qual deve ser o diâmetro da seção 3 
para atender a velocidade desejada para as condições de projeto?