lista2B mecflu 2016 2

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE
ESCOLA DE CIÊNCIAS E TECNOLOGIA
QUARTO SEMESTRE – TECNOLOGIA (semestre 2018.2)
DISCIPLINA: MECÂNICA DOS FLUIDOS
Prof. Douglas do Nascimento Silva e Antônio Paulino de Araújo
Neto
SEGUNDA LISTA DE EXERCÍCIOS
Para estudo e preparação para responder questionário via SIGAA
1 – Um fluido com massa específica ρ escoa em regime permanente entre duas placas
infinitas, verticais e paralelas. A direção do escoamento é vertical e o sentido coincide com
o do sentido negativo do eixo y. O escoamento é laminar, plenamente desenvolvido e o
gradiente de pressão na direção do escoamento é nulo. Utilize as equações de Navier-
Stokes para obter uma equação para a vazão do escoamento neste canal. R – 2ρgwh3/3μ
2 – Óleo SAE 30 (µ = 0,44 N.s/m2) escoa entre duas placas horizontais, paralelas e
distanciadas de 5 mm. A placa inferior é imóvel, enquanto a superior apresenta velocidade
horizontal igual a 0,2 m/s no sentido positivo do eixo x. O gradiente de pressão no
escoamento é igual a – 60 KPa/m (na direção x). Calcule a velocidade média deste
escoamento. R – 0,384 m/s
3 – A figura abaixo mostra um escoamento viscoso e incompressível entre duas placas
paralelas. O escoamento é promovido pelo movimento da placa inferior e pela presença
de um gradiente de pressão . Determine a relação entre “U” e 
de modo que a tensão de cisalhamento na parede fixa seja nula. R - U = h2(dP/dx)/2μ
4 – Óleo SAE 30 (viscosidade absoluta igual a 0,18 Pa.s e densidade relativa igual a 0,8),
escoa em regime permanente no canal formado por duas placas paralelas, horizontais e
imóveis. A perda de pressão por unidade de comprimento do canal é negativa e seu
módulo é igual a 30 KPa/m e a distância entre as placas é 4 mm. O escoamento é
laminar. Determine a vazão em volume por unidade de comprimento do canal e a
velocidade média do escoamento. R – 0,89 L/s e 0,22 m/s
5 – Calcule a velocidade de dreno de um tanque com carga constante através de um
pequeno orifício na parte inferior do tanque, supondo fluido incompressível.
 R – Raiz de 2gh
6 – Ar escoa em regime permanente e com baixa velocidade através de um bocal
horizontal (por definição um equipamento para acelerar um escoamento) que o
descarrega para a atmosfera. Na entrada do bocal a área é 0,1 m2 e, na saída, 0,02 m2.
Determine a pressão manométrica necessária na entrada do bocal para produzir uma
velocidade de saída de 50 m/s. R – 1488 Pa
7 – Um bocal está acoplado na ponta de uma mangueira de incêndio com diâmetro
interno D = 75mm. O bocal é de perfil liso e tem diâmetro de saída de 25 mm. Este
escoamento pode ser tratado como incompressível, permanente, sem perdas e ao longo
de uma linha de corrente. A pressão de projeto na entrada do bocal é p1 = 640 kPa
(manométrica). Determine a vazão volumétrica máxima que este bocal pode fornecer.
R – 17,7 L/s
8 – A pressão estática inicial em um duto de ar é medida com um piezômetro como 16
mm de H2O. Uma sonda Pitot no mesmo local indica 24 mm de água. Calcule a
velocidade do ar a 20 0C. R – 11,36 m/s
9 – A bomba de um barco anti-incêndio
fornece água para o bocal vertical com uma
relação de diâmetro 3:1, como mostrado na
figura ao lado. Se o atrito é desprezado e a
vazão é de 1893 L/min, até que altura o
jato de água vai subir?
R – 31,5 m
10 – A bomba horizontal da figura abaixo descarrega 57 m3/h de água. Desprezando as
perdas, qual é a potência em kW entregue à água pela bomba? R – 8356 W
11 – Água flui por um bocal circular, sai
para o ar na forma de um jato e colide
com uma placa, como mostra a figura
abaixo. A força necessária para manter a
placa estacionária é 70 N. Admitindo
escoamento permanente, sem atrito e
unidimensional, calcule as velocidades
nas seções (1) e (2) e a leitura h do
manômetro. R – 0,39 m
12 – A turbina esboçada na figura abaixo apresenta potência igual a 74,6 kW quando a
vazão de água que escoa pela turbina vale 0,57 m3/s. Admitindo que todas as perdas são
nulas determine:
a) Cota da superfície livre da água, “h”;
b) Diferença entre a pressão na seção de alimentação e na seção de descarga da
turbina.
R – 16,13 m e 130,9 kPa
.