8 Maquina de Fluxo.pdf

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Exercício 1
A Figura a seguir mostra o campo de emprego das bombas. A análise mostra que: 
A)
bombas axiais são usadas tanto para pressões quanto para vazões baixas
B)
bombas axiais são usadas para pressões elevadas e descargas relativamente pequenas
C)
bombas centrífugas e helicoidais são usadas para pressões baixas e descargas relativamente pequenas
D)
bombas alternativas e rotativas são usadas tanto para pressões quanto para vazões elevadas 
E)
bombas alternativas e rotativas são usadas para pressões elevadas e descargas relativamente pequenas
- (CORRETA)
Exercício 2
As máquinas de fluido são normalmente subdivididas em dois tipos principais
A)
máquinas de deslocamento positivo e as máquinas de fluxo
- (CORRETA)
B)
máquinas alternativas e máquinas termohidráulicas
C)
máquinas de deslocamento positivo e máquinas de deslocamento negativo
D)
turbomáquinas e máquinas termohidráulicas
E)
máquinas alternativas e máquinas de reação
Exercício 3
As fontes de energia oferecidas pela natureza são de tipos muito variados e por isso existem vários tipos de turbinas. A energia hidráulica, ou seja a energia potencial da
água, é transformada em trabalho mecânico pelas turbinas hidráulicas. A energia cinética do vento pode ser transformada em trabalho mecânico por turbinas de vento. A
energia térmica, ou seja a energia dos combustíveis e a energia nuclear, pode ser utilizada através de máquinas de fluxo quentes, às quais pertencem as turbinas a vapor e
as turbinas a gás. No caso das bombas o fluido a transportar pode estar no estado líquido ou gasoso. As bombas para líquidos são usualmente denominadas
A)
bombas transversais
B)
bombas compressoras
C)
bombas de engrenagens
D)
bombas alternativas
E)
bombas rotativas
- (CORRETA)
Exercício 4
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A Figura a seguir apresenta o campo de aplicação dos principais tipos de turbinas hidráulicas (máquinas de fluxo motoras), levando em consideração a altura de queda, a
vazão e a potência.
A Figura mostra de forma evidente a existência de regiões em que prepondera um determinado tipo de máquina, porém, é correto afirmar que:
 
 
A)
a turbina Kaplan prepondera para pequenas vazões enquanto a turbina Pelton é usada em sistemas que apresentam grandes alturas de queda
B)
a turbina Kaplan prepondera para grandes vazões enquanto a turbina Pelton é usada em sistemas que apresentam pequenas alturas de queda
- (CORRETA)
C)
a turbina Pelton prepondera para grandes vazões enquanto a turbina Francis é usada em sistemas com baixas vazões
D)
a turbina Pelton prepondera para pequenas vazões enquanto a turbina Francis é usada em sistemas com baixas vazões
E)
tanto a turbina Kaplan quanto a Pelton podem ser usadas em sistemas com altas cargas manométricas
Exercício 5
Qual a potência teórica da bomba para a instalação esquematizada a seguir, 
considerando-se que a vazão de água transportada é de 10 m3/h?
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Um dado local é preciso elevar a água a uma altura manométrica de 10m e vazão de 0,1m3/s. A bomba centrífuga tem com motor síncrono que opera a 3000rpm em 50Hz,
diferente da freqüência da rede local, que é de 60Hz. Para resolver este problema, mantendo a mesma altura e vazão, deve-se reduzir o diâmetro do rotor, que originalmente
tem 1,2m. Qual a potência fornecida ao fluido? (Considere g = 10m/s2 e ρágua = 1000kg/m3)
 Nota: Formulário disponível na aba: SUGESTÕES
 
A)
12 kW
B)
10 kW
- (CORRETA)
C)
8,5 kW
D)
7,2 kW
E)
6,1 kW
Exercício 6
O rotor de uma bomba centrífuga de 16 pás tem diâmetro de 0,1m e a sua rotação é de 750rpm. A pá, na saída do rotor, tem de 0,015m de altura. As pás são inclinadas de
65º para trás, na saída (em relação à direção radial). A vazão de água pelo rotor é de 8,5m³/h. Calcular a altura de carga (altura de energia) desenvolvida pela bomba para o
caso sem escorregamento. Utilize a Figura abaixo que mostra o triângulo de velocidades de saída.
 Nota: Formulário disponível na aba: SUGESTÕES
 
 
A)
2,3 mca
B)
2 mca
C)
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1,17 mca
- (CORRETA)
D)
1,0 mca
E)
0,5 mca
Exercício 7
Um dado local é preciso elevar a água a uma altura manométrica de 10m e vazão de 0,1m3/s. A bomba centrífuga tem com motor síncrono que opera a 3000rpm em 50Hz,
diferente da freqüência da rede local, que é de 60Hz. Para resolver este problema, mantendo a mesma altura e vazão, deve-se reduzir o diâmetro do rotor, que originalmente
tem 1,2m. Quais serão, respectivamente, o novo diâmetro do rotor e a potência fornecida ao fluido? (Considere g = 10m/s2 e ρágua = 1000kg/m3)
Nota: Formulário disponível na aba SUGESTÃO
A)
12 kW
B)
10 kW
- (CORRETA)
C)
8,5 kW
D)
7,2 kW
E)
6,1 kW
Exercício 8
Uma bomba centrífuga alimenta a caixa d'água cujo volume é de 20 m3 como mostrado no esquema da figura. A bomba desenvolve uma altura manométrica de 35 mca e os
comprimentos totais (reto + equivalente) das tubulações são de 4,0 m e 25,0 m para sucção e descarga, respectivamente. Tubulações de mesmo diâmetro serão
empregadas em ambas as linhas. Determine a potência de eixo a ser entregue a bomba se o rendimento global de 55%. Considere a altura "i" 15 cm.
 
Nota: Formulário disponível na aba SUGESTÃO
 
 
A)
2250 W
B)
2352 W
C)
2544 W
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D)
2877 W
E)
3274 W
- (CORRETA)
Exercício 9
Considere as afirmações a seguir: 
I - A característica básica das turbomáquinas é que o agente fornecedor ou receptor de energia no rotor é um fluido em escoamento contínuo através das fronteiras do volume 
II – As turbomáquinas podem ser classificadas em duas categorias: máquinas motrizes e máquinas operatrizes
III - As máquinas motrizes transformam a energia contida em um fluído em energia mecânica. Caso esteja conectada a um gerador, pode produzir energia elétrica.
Analisando as afirmativas acima, escolha a alternativa correta:
A)
Apenas as afirmações I e II estão corretas
B)
Apenas as afirmações III e IV estão corretas
C)
Apenas as afirmações I e III estão corretas
D)
Apenas as afirmações I, III e IV estão corretas
E)
Todas as afirmações estão corretas
- (CORRETA)
Exercício 10
O escoamento numa máquina de fluxo é muito complexo (tridimensional e transitório), porém a equação fundamental de Equação formulada considerando o escoamento
médio como sendo unidimensional entre as seções de entrada e saída do rotor trata basicamente:
A)
relação básica entre torque e a quantidade de movimento para todas as turbomáquinas
- (CORRETA)
B)
relação básica entre a massa de fluido e a quantidade de movimento para todas as turbomáquinas
C)
relação básica entre a pressão e a quantidade de movimento para todas as turbomáquinas
D)
relação básica entre torque e a vazão para todas as turbomáquinas
E)
relação básica entre a pressão e a vazão para todas as turbomáquinas
Exercício 11
A instalação de uma bomba centrífuga opera com uma altura estática de sucção de 3,00 m. e uma altura estática de recalque de 30,00 m. A tubulação de sucção possui um
diâmetro constante de 120 mm e a tubulação de recalque possui um diâmetro de 100 mm. (cte), sendo o fator de atrito para estas tubulações de 0,020. Considerando os
acessórios, as tubulações possuem comprimentos totais (reto + equivalente) de 4,50 e 42,0 m para sucção e descarga respectivamente. Sabendo que a bomba desenvolve
uma alturamanométrica de 40,00 mca, determine as velocidades.
Nota: Formulário na aba SUGESTÃO
A)
v1= 5,2 m/s, v2= 6,3 m/s
B)
v1= 4,1 m/s, v2= 5,1 m/s
C)
v1= 3,8 m/s, v2= 5,1 m/s
D)
v1= 3,53 m/s, v2= 4,88 m/s
E)
v1= 2,83 m/s, v2= 4,08 m/s
- (CORRETA)
Exercício 12
Uma bomba centrífuga trabalha em uma instalação onde as alturas estáticas de sucção e recalque são respectivamente 2 e 41m e os reservatórios possuem nível constante.
A tubulação que conduz água entre estes possui uma perda de carga proporcional à vazão e que obedece as equações abaixo: Ja = 0,10 Q2; Jr = 0,70 Q2; J [mca] ; Q[L / s]
Um manômetro situado na saída da máquina acusa uma pressão de 47 mca enquanto o vacuômetro do lado da sucção percebe uma pressão no valor de -3 mca, estando os
dois relógios no mesmo nível. Desprezando a variação de energia cinética sofrida pelo fluido determine a vazão bombeada.
Nota: Formulário na aba SUGESTÃO
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A)
6,96 m3/s
B)
5,96 m3/s
C)
4,96 m3/s
D)
3,96 m3/s
E)
2,96 m3/s
- (CORRETA)
Exercício 13
Uma bomba centrífuga trabalha em uma instalação onde as alturas estáticas de sucção e recalque são respectivamente 2 e 41m e os reservatórios possuem nível constante.
A tubulação que conduz água entre estes possui uma perda de carga proporcional à vazão e que obedece as equações abaixo: Ja = 0,10 Q2; Jr = 0,70 Q2; J [mca] ; Q[l / s]
Um manômetro situado na saída da máquina acusa uma pressão de 47 mca enquanto o vacuômetro do lado da sucção percebe uma pressão de –3 mca, estando os dois
relógios no mesmo nível. Desprezando a variação de energia cinética sofrida pelo fluido determine a potência de eixo consumida pela bomba, sabendo que o rendimento
global é de 75%.
Nota: Formulário na aba SUGESTÃO
A)
2133,4 kW
B)
1935,84 kW
- (CORRETA)
C)
1877,12 kW
D)
1655,5 kW
E)
1345,7 kW
Exercício 14
Uma máquina de fluxo desenvolve um trabalho específico interno de 120J/Kg e um trabalho específico de pá de 160J/Kg. Sua vazão é de 0,02 m3/s e sua potência de eixo é
de 3,5kKW. Desprezando as perdas por fuga de fluido, indique o tipo de máquina considerando o rendimento mecânico de 95%.
Nota: Formulário na aba SUGESTÃO
A)
como o trabalho específico de pá é menor que o trabalho específico interno, esta máquina é uma motora
B)
como o trabalho específico de pá é maior que o trabalho específico interno, esta máquina é uma motora
C)
como o trabalho específico de pá é maior que o trabalho específico interno, esta máquina é uma geradora
D)
como o trabalho específico de pá é maior que o trabalho específico interno, esta máquina é uma operadora
- (CORRETA)
E)
como o trabalho específico de pá é menor que o trabalho específico interno, esta máquina é uma operadora
Exercício 15
Diminuindo-se o diâmetro interno da tubulação antes da bomba aumentará o NPSHdisponível? Justifique adequadamente 
A)
NHPSHdisp se mantém contante mesmo ao diminuir o D e conseqüentemente diminuímos a área e aumentamos a perda de carga
B)
NHPSHdisp aumenta porque ao diminuir o D também diminuímos a área e aumentamos a perda de carga
C)
NHPSHdisp diminui porque ao diminuir o D também diminuímos a área e aumentamos a perda de carga
- (CORRETA)
D)
NHPSHdisp aumenta porque ao diminuir o D também diminuímos a área e diminuímos a perda de carga
E)
NHPSHdisp aumenta porque ao diminuir o D também diminuímos a área e aumenta também a perda de carga
Exercício 16
Uma bomba deve alimentar 30m3/h de água a 25ºC ( ρ = 997,10kg /m3 e pvap= 3,17kPa) para um reservatório aberto para a atmosfera (patm= 101,32kPa), situado 9,5m
acima do eixo da bomba, a partir de um reservatório de aspiração, também aberto para a atmosfera e situado a 2,0m abaixo do eixo da bomba. A tubulação de aspiração é
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de aço carbono com costura de diâmetro D=60mm e comprimento de 10m. A tubulação de recalque também é de aço com diâmetro D=50mm e com comprimento de
tubulação de 16m. A perda de carga na tubulação de aspiração é igual a 3,0m e a perda de carga no recalque igual a 10,0m. Determinar o NPSH disponível pela bomba
considerando que sua rotação especifica característica é igual a 30 rpm.
Nota: Formulário na aba SUGESTÃO
A)
NPSHdisp = 6,45m
B)
NPSHdisp = 6,15m
C)
NPSHdisp = 5,04m
- (CORRETA)
D)
NPSHdisp = 4,5m
E)
NPSHdisp = 4,02m
Exercício 17
Determinar o diâmetro mínimo para que não ocorra cavitação numa tubulação de aspiração de uma bomba com NPSH igual a 2,0m. A bomba trabalha com água a 75ºC. A
tubulação apresenta um comprimento equivalente igual a 85m incluindo a perda de carga dos acessórios. O fator de atrito da tubulação é igual a 0,056. O nível do líquido no
reservatório de aspiração (aberto à atmosfera) está 2,5m abaixo do eixo da bomba. A vazão é igual a 45m3/h.
Nota: Formulário na aba SUGESTÃO
A)
Dmin = 148mm
B)
Dmin = 124mm
- (CORRETA)
C)
Dmin = 62mm
D)
Dmin = 48mm
E)
Dmin = 24,5mm
Exercício 18
Uma bomba centrífuga trabalha em condição plena, a 3.500 rpm, com vazão de 80 m3/h, carga de 140 m, e absorve uma potência de 65 HP. Por motivos operacionais, esta
bomba deverá ter a sua rotação reduzida em 20%. Considerando essas informações determine os valores aproximados da nova carga da bomba (m) e da nova potência
absorvida (HP). O gráfico abaixo mostra a relação entre vazão, carga e potência absorvida em uma bomba centrífuga, conforme as leis de semelhança. 
 
Nota: Formulário na aba SUGESTÃO
 
A)
7 e 3
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- (CORRETA)
B)
90 e 33
C)
90 e 40
D)
105 e 40
E)
105 e 63
Exercício 19
Determine a relação entre altura e vazão na curva a seguir.
A)
a altura diminui continuamente com o aumento da vazão
B)
a altura aumenta continuamente com a diminuição da vazão.
- (CORRETA)
C)
a altura diminui continuamente com a diminuição da vazão
D)
a altura aumenta continuamente com o aumento da vazão
E)
a altura diminui continuamente com a diminuição da vazão
Exercício 20
Uma estação de bombeamento de gasolina tem uma linha longa, subterrânea, a uma temperatura constante de 15ºC. Duas estações de bombeamento, à mesma elavação,
estão distanciadas 13km uma da outra. A queda de pressão entre as estações é de 1,4MPa. A tubulação é feita de tubo com 0,6m de diâmetro. Embora o tubo seja feito de
aço comercial, a idade e a corrosão aumentaram a rugosidade do tubo para aquela do ferro galvanizado, aproximadamente. Calcule a vazão em volume.
Nota: Formulário na aba SUGESTÃO
A)
Q=1,59m3/s
B)
Q=1,54m3/s
C)
Q=1,45m3/s
D)
Q=1,23m3/s
E)
Q=1,01m3/s
- (CORRETA)
Exercício 21
Uma piscina tem um sistema de filtragem de fluxo parcial. Água a 75ºF é bombeada da piscina através do sistema mostrado na figu
(d.i.=0,824”) A perda de pressão através do filtro pode ser calculada por Δp=0,6Q2, onde Δp é dada em psi e Q em gpm. Determine
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Nota: Formulário na aba SUGESTÃO
 
A)
20psi
B)
22,2psi
- (CORRETA)
C)
23,8psi
D)
24,1psi
E)
24,7psi
Exercício 22
A bomba axial cujas curvas características encontram- se representadas na Figura abaixo tem a possibilidade de variar a inclinação das pás do rotor. Essa bomba posta a
operar com água (densidade: 1000Kg/m3) em uma instalação com altura de elevação geométrica de 2,2 m entre reservatórios abertos à atmosfera, recalca uma vazão de
6000m3/h com as pás do rotor inclinadas 18o. Altere a inclinação das pás do rotor para 24o, sem alterar o sistema de canalizaçãoe calcule a vazão.
Nota: Formulário na aba SUGESTÃO
 
 
 
A)
3,0 m3/s
B)
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2,5 m3/s
C)
2,0 m3/s
- (CORRETA)
D)
1,5 m3/s
E)
1,0 m3/s
Exercício 23
A bomba axial cujas curvas características encontram-se representadas na Figura abaixo tem a possibilidade de variar a inclinação das pás do rotor. Essa bomba posta a
operar com água (densidade: 1000Kg/m3) em uma instalação com altura de elevação geométrica de 2,2 m entre reservatórios abertos à atmosfera, recalca uma vazão de
6000m3/h com as pás do rotor inclinadas 18o. Determine a potência consumida no eixo da bomba para o caso da inclinação das pás do rotor ser 24o.
Nota: Formulário na aba SUGESTÃO
 
 
A)
100kW
- (CORRETA)
B)
120kW
C)
140kW
D)
160kW
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E)
180kW
Exercício 24
A bomba axial cujas curvas características encontram-se representadas na Figura abaixo tem a possibilidade de variar a inclinação das pás do rotor. Essa bomba posta a
operar com água (densidade: 1000Kg/m3) em uma instalação com altura de elevação geométrica de 2,2 m entre reservatórios abertos à atmosfera, recalca uma vazão de
6000m3/h com as pás do rotor inclinadas 18o. Determine o rendimento total da bomba para o caso da inclinação das pás do rotor ser 24o.
 
Nota: Formulário na aba SUGESTÃO
A)
88%
B)
82%
C)
78%
- (CORRETA)
D)
74%
E)
72%
Exercício 25
A bomba axial cujas curvas características encontram-se representadas na Figura abaixo tem a possibilidade de variar a inclinação das pás do rotor. Essa bomba posta a
operar com água (densidade: 1000Kg/m3) em uma instalação com altura de elevação geométrica de 2,2 m entre reservatórios abertos à atmosfera, recalca uma vazão de
6000m3/h com as pás do rotor inclinadas 18o. Para essa situação calcular a altura manométrica vencida pela bomba.
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Nota: Formulário na aba SUGESTÃO
 
A)
4,3m
B)
4,1m
C)
3,9m
D)
3,6m
- (CORRETA)
E)
3,2m
Exercício 26
Uma lavoura distante do manancial de captação d’água necessita de 315L/s de água (densidade=1000Kg/m3) para atender toda a área irrigada. O ponto de captação
encontra-se na cota de 90m acima do nível do mar e a lavoura situa-se na cota de 80m. A tubulação que conduz água possui diâmetro de 300m e coeficiente de atrito,
f=0,0017. O sistema de bombeamento é constituído pela associação em série de duas bombas iguais, operando com 1360rpm, cujas curvas características estão
apresentadas na Figura abaixo. Desprezando-se o comprimento equivalente dos acessórios, considerando iguais as velocidades de escoamento na admissão e na descarga
das bombas, pressão na admissão da 1ª bomba, Pa1=0, manômetros nivelados. Determine a vazão que chega a lavoura, considerando escoamento por ação da gravidade,
quando as duas bombas são retiradas do circuito.
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 Nota: Formulário na aba SUGESTÃO 
A)
0,11m3/s
- (CORRETA)
B)
0,21m3/s
C)
0,31m3/s
D)
0,41m3/s
E)
0,51m3/s
Exercício 27
Uma lavoura distante do manancial de captação d’água necessita de 315L/s de água (densidade=1000Kg/m3) para atender toda a área irrigada. O ponto de captação
encontra-se na cota de 90m acima do nível do mar e a lavoura situa-se na cota de 80m. A tubulação que conduz água possui diâmetro de 300m e coeficiente de atrito,
f=0,0017. O sistema de bombeamento é constituído pela associação em série de duas bombas iguais, operando com 1360rpm, cujas curvas características estão
apresentadas na Figura abaixo. Desprezando-se o comprimento equivalente dos acessórios, considerando iguais as velocidades de escoamento na admissão e na descarga
das bombas, pressão na admissão da 1ª bomba, Pa1=0 e manômetros nivelados. Determine a potência consumida.
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Nota: Formulário na aba SUGESTÃO
A)
134,7kW
B)
124,7kW
- (CORRETA)
C)
114,7kW
D)
94,7kW
E)
84,7kW
Exercício 28
Uma lavoura distante do manancial de captação d’água necessita de 315L/s de água (densidade=1000Kg/m3) para atender toda a área irrigada. O ponto de captação
encontra-se na cota de 90m acima do nível do mar e a lavoura situa-se na cota de 80m. A tubulação que conduz água possui diâmetro de 300m e coeficiente de atrito,
f=0,0017. O sistema de bombeamento é constituído pela associação em série de duas bombas iguais, operando com 1360rpm, cujas curvas características estão
apresentadas na Figura abaixo. Desprezando-se o comprimento equivalente dos acessórios, considerando iguais as velocidades de escoamento na admissão e na descarga
das bombas, pressão na admissão da 1ª bomba, Pa1=0 e manômetros nivelados. Determine a vazão fornecida à lavoura quando uma das bombas é retirada da instalação
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através de um by-pass.
Nota: Formulário na aba SUGESTÃO
A)
0,55m3/s
B)
0,45m3/s
C)
0,35m3/s
D)
0,25m3/s
- (CORRETA)
E)
0,15m3/s
Exercício 29
Uma lavoura distante do manancial de captação d’água necessita de 315L/s de água (densidade=1000Kg/m3) para atender toda a área irrigada. O ponto de captação
encontra-se na cota de 90m acima do nível do mar e a lavoura situa-se na cota de 80m. A tubulação que conduz água possui diâmetro de 300m e coeficiente de atrito,
f=0,0017. O sistema de bombeamento é constituído pela associação em série de duas bombas iguais, operando com 1360rpm, cujas curvas características estão
apresentadas na Figura abaixo. Desprezando-se o comprimento equivalente dos acessórios, considerando iguais as velocidades de escoamento na admissão e na descarga
das bombas, pressão na admissão da 1ª bomba, Pa1=0 e manômetros nivelados. Determine o comprimento da tubulação (distância entre o manancial e a lavoura)
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Nota: Formulário na aba SUGESTÃO
 
A)
988m
 
B)
1050,4m
C)
1125,5m
D)
1429,6m
- (CORRETA)
E)
1540,5m
Exercício 30
Nas condições reais do fluxo acelerado através das máquinas de fluxo motoras, os resultados experimentais demonstram que a viscosidade do fluido exerce um efeito
compensador para a variação de ângulo de inclinação da velocidade relativa de saída do rotor prevista na análise teórica, permitindo concluir que:
A)
A influência do número finito de pás não precisa ser levada em consideração no projeto de turbinas
- (CORRETA)
B)
A influência do número finito de pás não precisa ser levada em consideração no projeto de turbinas tanto as turbinas a vapor quanto as turbinas hidráulicas desde que ambas se
C)
A influência do número finito de pás precisa ser levada em consideração no projeto de turbinas tanto as turbinas a vapor quanto as turbinas hidráulicas desde que ambas sejam
D)
A influência do número finito de pás precisa ser levada em consideração no projeto de turbinas tanto as turbinas a vapor quanto as turbinas hidráulicas desde que ambas sejam
E)
A influência do número finito de pás precisa ser levada em consideração no projeto de turbinas desde que as pás não estejam muito afastadas umas das outras.
Exercício 31
Nas condições reais do fluxo acelerado através das máquinas de fluxo motoras, na entrada e na saída do rotor o fator que tem influência decisiva sobre a forma das curvas
características de uma máquina de fluxo e conseqüentemente, sobre seu funcionamento é:
A)
Diâmetro dorotor
B)
Comprimento das pás
C)
Distância entre as pás
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D)
Ângulo de inclinação das pás
- (CORRETA)
E)
Vazão de fluido
Exercício 32
O projeto de máquina de fluxo geradora é trabalhoso, complexo e envolve um grande número de cálculos, mas em uma primeira etapa, o roteiro de um projeto de máquina
de fluxo geradora segue a seguinte seqüência, respectivamente:
A)
(1) determinação da velocidade de rotação, (2) determinação do trabalho ou salto energético, (3) determinação da vazão a ser recalcada.
B)
(1) determinação da velocidade de rotação, (2), determinação do ângulo de inclinação das pás (3) determinação do trabalho ou salto energético.
C)
(1) determinação da vazão a ser recalcada, (2) determinação do trabalho ou salto energético, (3) determinação da velocidade de rotação.
- (CORRETA)
D)
(1) determinação da velocidade de rotação, (2) determinação da pressão de operação, (3) determinação do trabalho ou salto energético.
E)
(1) determinação do ângulo de inclinação das pás, determinação da pressão de operação, (3) determinação do trabalho ou salto energético
Exercício 33
A primeira vista, pelo diagrama apresentado abaixo parece ser mais vantajoso a utilização de elevados valores para a relação cu5/u5. Mas essa vantagem ocorre até um certo
limite, porque o fluido em escoamento não consegue acompanhar as superfícies fortemente curvadas e descola das paredes, provocando redemoinhos com núcleos de baixa
pressão, o que, no caso de líquidos pode ter conseqüência de cavitação localizada. Além disso, elevados valores do módulo do vetor velocidade absoluta (c5) exigem a
transformação de uma grande parcela da pressão no difusor (sistema diretor de saída), normalmente com perdas consideráveis, para reduzir a velocidade na descarga do
gerador de fluxo a valores aceitáveis. Essas ocorrências conduzirão a:
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Nota: Formulário na aba SUGESTÃO
A)
Aumento da pressão na máquina
B)
Aumento de temperatura na máquina
C)
Diminuição da vazão na máquina
D)
Vazamentos na máquina
E)
Diminuição no rendimento da máquina
- (CORRETA)
Exercício 34
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Supondo o diagrama topográfico a seguir (Sistema Técnico de Unidades). Esse diagrama representa as curvas da turbina hidráulica instalada na Usina da Canstra, em Canela
e, conhecidas as características nominais da instalação, H=330m, Q=7,85m3/s, gerador elético, síncrono, com 20 pólos e 60 Hz de freqüência, água de massa específica
1000Kg/m3, determinar o tipo de turbina instalada.
HENN, E. A. L. Máquinas de Fluido, 2ª ed., Ed. UFSM, Santa Maria - RS, 2006.
 
Nota: Formulário na aba SUGESTÃO
 
 
A)
A turbina instalada poderia ser Pelton ou Michell-Banki
- (CORRETA)
B)
A turbina instalada poderia ser Michell-Banki ou Kaplan
C)
A turbina instalada deve ser uma Francis
D)
A turbina instalada poderia ser Dériaz
E)
A turbina instalada poderia ser Kaplan ou Dériaz
Exercício 35
Apesar do desenvolvimento tecnológico de circuitos hidráulicos, esses, ainda necessitam de meios para se controlar a direção e o sentido do fluxo de fluido. Através desse
controle, é possível obter movimentos desejados dos atuadores de tal forma que, seja possível se efetuar o trabalho exigido. O processo mais utilizado para se controlar a
direção e sentido do fluxo de fluido em um circuito, é a utilização de válvulas de controle direcional, comumente denominadas apenas de válvulas direcionais. Esses tipos de
válvulas podem ser de múltiplas vias que, com o movimento rápido de um só elemento, controla a direção ou sentido de um ou mais fluxos diversos de fluido que vão ter à
válvula. Alguns modelos de válvulas direcionais são
 
A)
válvula de controle de vazão e válvula de alívio
 
B)
válvula de contenção e válvula de escape
 
C)
válvula de retenção e válvula seletor
 
- (CORRETA)
D)
válvula de retenção e válvula de alívio
E)
válvula de pressão e válvula seletora 
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Exercício 36
Uma bomba centrífuga trabalha em condição plena, a 3500rpm, com vazão de 80m3/h, carga de 140m, e absorve uma potência de 65HP. Por motivos operacionais, esta
bomba deverá ter a sua rotação reduzida em 20%. O gráfico abaixo mostra a relação entre vazão, carga e potência absorvida em uma bomba centrífuga, conforme as leis de
semelhança. Considerando essas informações, calcular a nova carga da bomba. (densidade: 1000Kg/m3)
Nota: Formulário na aba SUGESTÃO
 
 
A)
110m
B)
100m
C)
90m
- (CORRETA)
D)
80m
E)
70m
Exercício 37
Sabemos que para um bom funcionamento de uma bomba, há uma relação ótima entre NPSHr e NPSHd, assim sendo, suponhamos que uma bomba de seja colocada para
operar com 33 mca, vazão de 35 m3/h, altura de sucção de 3,0 metros e perda por atrito na sucção de 1,8 mca. A altura em relação ao nível do mar onde a mesma será
instalada é de aproximadamente 1000 metros, e a temperatura da água é de 20ºC.
Fornecida pelo fabricante
Tabelas úteis
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Assinale a alternativa correta
 
 
A)
A bomba cavitará se estiver afogada e não cavitará se estiver não afogada; 
B)
A bomba cavitará se estiver não afogada e também cavitará se estiver afogada;
C)
A bomba cavitará se estiver não afogada e não cavitará se estiver afogada;
- (CORRETA)
D)
A bomba cavitará se estiver afogada e também cavitará se estiver não afogada;
E)
Não cavitará em nenhuma das situações;
Exercício 38
As bombas e turbinas podem apresentar várias configurações. Resumidamente, as bombas adicionam energia ao fluido – realizam trabalho sobre o fluido, enquanto as
turbinas extraem energia do fluido. Assim, as bombas, ventiladores, sopradores e compressores serão considerados como “bombas”. As máquinas de fluxo podem ser
divididas em duas categorias principais: máquinas de deslocamento positivo (denominadas estáticas) e turbomáquinas (denominadas dinâmicas). As máquinas de
deslocamento positivo forçam o fluido para dentro, ou para fora, de uma câmara a partir da mudança do volume da câmara. Essencialmente, a pressão na câmara e o
trabalho realizado são provocados por forças estáticas e não dinâmicas. 
 Já as turbomáquinas, por outro lado, envolvem um conjunto de pás, canecas, canais ou passagens arranjadas ao redor de um eixo de rotação de modo a formar um rotor. A
rotação do rotor produz efeitos dinâmicos que podem adicionar energia ao fluido ou remover energia do fluido. Os ventiladores radiais e axiais, os hélices de barcos ou de
aviões, as bombas d’água centrífugas e os turbocompressores dos automóveis são exemplos deste tipo de máquina que transferem energia ao fluido. A turbina das turbinas a
gás dos aviões, as turbinas a vapor utilizadas para mover geradores em termoelétricas, as turbinas hidráulicas e as pequenas turbinas a ar comprimido, utilizadas pelos
dentistas, são exemplos de turbomáquinas que retiram energia do fluido.
 Baseando-se no texto anterior, quais são as considerações energéticas básicas que devem ser observadas nas turbomáquinas?
 
A)
Equação do momento da quantidade de movimento, Equação de Euler e Diagramas de velocidades;
- (CORRETA)
B)
Equação do momento da quantidade de movimento, Diagramas de velocidades e Equações da conservação de massas;
C)
Equação de estado físico do fluido, a equação do momento da quantidade de movimento e a Equação de Euler;
D)
Equação do momento da quantidade de movimento, Equação de Eulere Diagramas de escoamento dos fluidos;
E)
Equação de Euler, Equação do estado físico do fluido e Diagramas de velocidades;
Exercício 39
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Sabe-se que todas as máquinas de fluxo dinâmicas apresentam uma hélice ou um rotor que apresentam movimento de rotação. Assim, é apropriado discutir o
comportamento destas máquinas em função do torque e do momento da quantidade de movimento. O trabalho pode ser expresso como o produto escalar de uma força por
uma distância ou pelo produto de um torque por um deslocamento angular.
 Assim sendo, se o torque de eixo (o torque que o eixo aplica no rotor) e a rotação do rotor apresentam mesmo sentidos, a energia é transferida do eixo para o rotor e do
rotor para o fluido;
 De modo inverso, a energia é transferida do fluido se o sentido do torque do eixo é inverso ao sentido de rotação do rotor. As afirmativas referem-se respectivamente à:
A)
Turbina e Bomba;
B)
Somente às turbinas;
C)
Somente às bombas;
D)
Bomba e turbina.
- (CORRETA)
E)
Todas as máquinas de fluxo.
Exercício 40
Máquina de Fluxo (turbomachine) pode ser definida como um transformador de energia (sendo necessariamente o trabalho mecânico uma das formas de energia) no qual o
meio operante é um fluido que, em sua passagem pela máquina, interage com um elemento rotativo, não se encontrando, em qualquer instante, confinado.
 Todas as máquinas de fluxo funcionam, teoricamente, segundo os mesmos princípios, o que traz a possibilidade de utilização do mesmo método de cálculo. De fato, esta
consideração é plenamente válida apenas quando o fluido de trabalho é um fluido ideal, já que, na realidade, propriedades do fluido, tais como volume específico e
viscosidade, podem variar diferentemente de fluido para fluido e, assim, influir consideravelmente nas características construtivas dos diferentes tipos de máquinas.
 Baseando-se nesta definição de máquinas de fluxo, as máquinas de fluxo são classificadas de acordo com:
A)
O sentido de transmissão de fluxo, a direção do escoamento de energia e a forma dos canais entre as pás do rotor
 
B)
O sentido de transmissão radial e axial, a direção do escoamento (motriz ou geratriz) e a forma dos canais entre as pás do rotor;
C)
O sentido de transmissão de velocidade, o sentido do escoamento (laminar ou turbulento) e se são de ação ou reção;
D)
O sentido de transmissão de força, a direção do escoamento laminar e a forma dos canais entre as pás do rotor;
E)
O sentido de transmissão da energia, a direção do escoamento do fluido e a forma dos canais entre as pás do rotor;
- (CORRETA)
Exercício 41
A cavitação é um fenômeno que pode ocorrer em máquinas hidráulicas provocando erosão da superfície sólida das fronteiras de uma máquina hidráulica (hélice de um barco,
rotores e difusores de bombas e turbinas, por exemplo), além de induzir vibrações e ruídos característicos. Com o surgimento da cavitação a operação da máquina de fluxo
torna-se instável, com oscilações de vazão e, consequentemente, de pressão. A eficiência e potência útil se reduzem sensivelmente. Em casos extremos, há a erosão total de
partes da máquina, como o rotor ou o difusor espiral de uma bomba centrífuga, ou o rotor e o tubo de sucção de uma turbina hidráulica. O processo de erosão resulta do
choque inelástico dos micro jatos de líquido com superfícies no interior da máquina. Há locais preferenciais para o início da vaporização: é o que se denomina de pontos de
nucleação. Micro cavidades nas superfícies sólidas da máquina e em partículas sólidas escoando com o líquido geralmente acomodam ar, e são os pontos preferenciais de
nucleação. 
 Uma forma de avaliar a cavitação é através da determinação do NPSH, de Net Positive Suction Head, literalmente Energia Específica Positiva Líquida de Sucção. Em outras
palavras, a energia específica mínima que escoamento deve ter na boca de sucção da bomba para que não ocorra a cavitação. 
Sobre o exposto acima, avalia as informações descritas a seguir:
 I - O NPSH é o conceito oriundo da escola americana, que predominou entre os fabricantes instalados no país e na norma da ABNT que trata de ensaios de cavitação em
bombas.
 II - Aplicando a equação da energia ao escoamento na tubulação de sucção da bomba, da superfície do reservatório até a boca de sucção da bomba, obteremos o NPSH
requerido, isto é a energia específica, acima daquela correspondente à pressão de vaporização, que o escoamento tem na entrada da bomba.
 III - A grande maioria dos fabricantes divulga em seus catálogos o NPSH requerido por suas bombas (a curva de NPSH requerido x Q), obtidos em experimentos de
laboratório
Podemos afirmar que está correto o que se afirma em:
A)
Afirmações I e II 
B)
Afirmações II e III 
C)
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Afirmações I e III 
- (CORRETA)
D)
Apenas a afirmações I 
E)
Apenas a afirmações II 
Exercício 42
As usinas hidrelétricas (ou hidroelétricas) são sistemas que transformam a energia contida na correnteza dos rios, em energia cinética que irá movimentar uma turbina e,
esta um gerador que, por fim, irá gerar energia elétrica. A construção das usinas hidrelétricas se dá sempre em locais onde podem ser aproveitados os desníveis naturais dos
cursos dos rios e deve-se ter uma vazão mínima para garantir a produtividade.
De acordo com o potencial de geração de energia podemos classificar as hidrelétricas em: PCH’s, ou Pequenas Centrais Hidrelétricas, que operam em uma faixa de geração
de 1 a 30 MW e com um reservatório de área inferior a 3km²; e GCH’s, ou Grandes Centrais Hidrelétricas, que operam com potências acima de 30MW. As turbinas podem ser
classificadas de acordo com a direção do fluxo do fluido no rotor desta forma, dentre as opções apresentadas qual está correta:
 I. As turbinas são classificadas em axiais e radiais;
 II. Nas turbinas axiais o fluxo de água é paralelo ao eixo de rotação e nas turbinas radiais o fluxo de água é perpendicular ao eixo de rotação;
 III. A turbina tipo Francis é radial e possui um rotor na forma de um cilindro vazado com parede lateral formada de palhetas curvas. A água da entrada é dirigida por um
tubo espiral e um sistema de palhetas estáticas a forçam a atravessar radialmente a parede do rotor.
 IV. Na turbina tipo Pelton a pressão da água é transformada em energia cinética pelo bocal, que desacelera a água, fazendo com que as velocidades de saída sejam bem
reduzidas.
A)
Apenas a afirmação II está correta
B)
As afirmações I e IV estão corretas
C)
As afirmações II,III e IV estão corretas
D)
As afirmações III e IV estão corretas
E)
As afirmações II e III estão corretas
- (CORRETA)
Exercício 43
Considere as afirmações a seguir:
 I - A característica básica das turbomáquinas é que o agente fornecedor ou receptor de energia no rotor é um fluido em escoamento contínuo através das fronteiras do
volume de controle.
 II – As turbomáquinas podem ser classificadas em duas categorias: máquinas motrizes e máquinas operatrizes
 III - As máquinas motrizes transformam a energia contida em um fluído em energia mecânica. Caso esteja conectada a um gerador, pode produzir energia elétrica.
 IV - As máquinas operatrizes absorvem energia mecânica e transferem a energia para o fluido.
 Analisando as afirmativas acima, escolha a alternativa correta:
 
A)
Apenas as afirmações I e II estão corretas
B)
Apenas as afirmações III e IV estão corretas
C)
Apenas as afirmações I e III estão corretas
D)
Apenas as afirmações I, III e IV estão corretas
E)
Todas as afirmações estão corretas
 
- (CORRETA)
Exercício 44
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Considere as afirmações a seguir:
 I - Bombas, ventiladores e compressores são exemplos de máquinas operatrizes
 II - Bombas, ventiladores e compressores são exemplos de máquinas motrizes
 III - Centrais hidroelétricas são exemplos de máquinas motrizes.
 IV - Centrais hidroelétricas são exemplos de máquinas operatrizes.
 Analisando as afirmativas acima, escolha a alternativa correta:
 
A)
Apenas as afirmações I e II estão corretas
B)
Apenas as afirmações III e IV estão corretas
 
C)
Apenas as afirmações I e III estão corretas
- (CORRETA)
D)
Apenas as afirmações I, III e IV estão corretas
E)
nda
Exercício 45
Analise a Figura a seguir e assinale a alternativa correta.
A)
Neste tipo de curva, a altura varia muito com a vazão, desde o shut-off até o ponto de projeto.
 
B)
Neste tipo de curva, a altura diminui continuamente com o aumento da vazão.
C)
Neste tipo de curva, a altura produzida com a vazão zero é menor do que outras correspondentes a algumas vazões.
D)
Neste tipo de curva, a altura aumenta continuamente com a diminuição da vazão.
E)
Neste tipo de curva, a altura varia muito pouco com a vazão, desde o shut-off até o ponto de projeto
- (CORRETA)
Exercício 46
As turbinas de impulsão constituem a primeira família de turbinas. Previlegiamos a sua utilização em casos de altas quedas d’agua (energia potencial). O seu funcionamento
se
 baseia na transformação de energia cinética de um jato de água em uma energia de rotação de uma turbina (Ex: Turbina Pelton).A segunda família é constituída pela família
de reação. Essas turbinas convertem enrgia cinética do escoamento e presão do fluído em energia mecânica que será em seguida transformada em energia elétrica. Esse tipo
de turbina é geralmente instalada em locais onde o fluxo de água é preponderante sobre a queda d’agua (Ex: Turbinas Francis e Kaplan). A escolha de utilização de uma
turbina se fundamenta essencialmente sobre dois fatores:
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A)
altura de queda d’agua e a vazão
- (CORRETA)
B)
altura de queda d’agua e a pressão
 
C)
vazão e a perda de carga
D)
vazão e o tipo de rotor
E)
tipo de rotor e a velocidade
Exercício 47
A água da barragem é direcionada para as turbinas por uma canalização. Logo que a água se aproxima da turbina, esse canal se divide em dois ou mais sub-canais de
diâmetros
 inferiores que servem de alimentação para os bocais. O bocal tem como principal papel acelerar a vazão baseado no princípio de convergência: o bocal transforma energia
 potencial em energia cinética. O jato d’agua atingem então as pás. Quanto maior a velocidade de de agua saída dos injetores (bocal), maior será a energia de fornecessida
pela
 turbina. Simplificadamente, uma turbina é constituída de seguintes elementos: um rotor, uma roda com as pás, os injetores (bocais) e um deflector. Avalie as informações a
seguir sobre esses elementos.
I - Roda: é em forma de um disco contendo as pás. O eixo do jato d’agua que sai dos bocais é tangente a circunferência primária da roda (diâmetro característico
 da roda)
 II - Pá: constitui a parte mais importante da turbina. Ela representa, também, a parte mais cara e mais difícil de ser realizada. É elaborada de tal maneira que no meio
 existe uma linha que divide o jato em duas partes iguais. A maior parte da energia cinética da água é transformada em força de impacto. A performance, a
 acústica e a longevidade da turbina dependem do bom dimensionamento e da forma das pás.
 III - Bocal: tem como principal tarefa alimentar a roda e também de ajustar a vazão de água em função da potência que deve fornecer a turbina. Água penetra dentro
 de injetor a baixa velocidade e sai com alta velocidade.
 IV - Deflector: permite desviar o percurso d’agua em caso de graves incidentes na turbina ou no alternador sem a necessidade de parar a vazão d’agua evitando
 assim uma parada brusca da vazão.
A)
todas as afirmações estão corretas
- (CORRETA)
B)
apenas as afirmações I, II e IV estão corretas
C)
apenas as afirmações I, III e IV estão corretas
D)
apenas as afirmações III e IV estão corretas
E)
apenas as afirmações II e III estão corretas
Exercício 48
04/10/2018 Lista de exercícios
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No projeto de uma bomba se tem os seguintes parâmetros: Pressão atmosférica igual a 0,97bar, pressão de vapor igual a 0,017bar. Perda de carga na tubulação de aspiração
0,25m, vazão máxima 400l/s e rotação igual a 1450 rpm. Determinar o NPSH requerido pela bomba e a altura máxima de aspiração para não ocorrer cavitação. Considere a
velocidade específica de aspiração igual a 157 rpm.
(densidade: 1000Kg/m3)
Nota: Formulário na aba SUGESTÃO
 
 
 
A)
0,435m
B)
-0,128m
C)
-0,946m
- (CORRETA)
D)
-1,23m
E)
-1,618m
Exercício 49
Uma bomba deve alimentar 30m3/h de água a 25ºC ( ρ = 997,10kg /m3 e pvap = 3,17 kPa) para um reservatório aberto para a atmosfera ( patm = 101,32 kPa), situado
9,5m acima do eixo da bomba, a partir de um reservatório de aspiração, também aberto para a atmosfera e situado a 2,0m abaixo do eixo da bomba. A tubulação de
aspiração é de aço carbono com costura de diâmetro D=60mm e comprimento de 10m. A tubulação de recalque também é de aço com diâmetro D=50mm e com
comprimento de tubulação de 16m. A perda de carga na tubulação de aspiração é igual a 3,0m e a perda de carga no recalque igual a 10,0m. Determinar o NPSH disponível
e o NPSH requerido pela bomba considerando que sua rotação especifica característica é igual a 30 rpm.
Nota: Formulário na aba SUGESTÃO
A)
NPSHdisp = 3,24m e NPSHreq = 1,76m
B)
NPSHdisp = 3,76m e NPSHreq = 1,92m
C)
NPSHdisp = 4,12m e NPSHreq = 2,01m
D)
NPSHdisp = 4,45m e NPSHreq = 2,11m
E)
NPSHdisp = 5,04m e NPSHreq = 2,52m
- (CORRETA)
Exercício 50
Determinar o diâmetro mínimo para que não ocorra cavitação numa tubulação de aspiração de uma bomba com NPSH igual a 2,0m. A bomba trabalha com água a 75ºC. A
tubulação apresenta um comprimento equivalente igual a 85m incluindo a perda de carga dos acessórios. O fator de atrito da tubulação é igual a 0,056. O nível do líquido no
reservatório de aspiração (aberto à atmosfera) está 2,5m abaixo do eixo da bomba. A vazão é igual a 45m3/h.
Nota: Formulário na aba SUGESTÃO
 
A)
116mm
B)
124 mm
- (CORRETA)
C)
138mm
D)
143mm
E)
148mm
Exercício 51
Determinar o diâmetro mínimo para que não ocorra cavitação numa tubulação de aspiração de uma bomba com NPSH igual a 2,0m. A bomba trabalha com água a 75ºC. A
tubulação apresenta um comprimento equivalente igual a 85m incluindo a perda de carga dos acessórios. O fator de atrito da tubulação é igual a 0,056. O nível do líquido no
reservatório de aspiração (aberto à atmosfera) está 2,5m abaixo do eixo da bomba. A vazão é igual a 45m3/h.
Nota: Formulário na aba SUGESTÃO
 
A)
116mm
04/10/2018 Lista de exercícios
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B)
124 mm
- (CORRETA)
C)
138mm
D)
143mm
E)
148mm