Trabalho Extra

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TRABALHO DE MECÂNICA DOS FLUIDOS
ALUNOS: DIONATAN VIDAL LOPES MACHADO		201309069913
	JOSÉ FLÁVIO GOMES SANTOS		201403259071
	RENAN CARDOSO DE OLIVEIRA 		201309050953
A partir de uma tubulação de aço com rugosidade de , diâmetro interno de e comprimento de , temos um líquido de massa específica percorrendo-o. A vazão mássica do líquido é e sua viscosidade absoluta é . 
Qual a velocidade do fluido?
Qual é o número de Reynolds associado a este fluido? Qual seu regime?
Qual é a perda de carga?
SOLUÇÃO:
Temos que a vazão mássica de um líquido qualquer:
Logo a velocidade pode ser encontrada por:
O número de Reynolds pode ser encontrado por:
Como o número de Reynolds encontra-se abaixo do valor de 2000, é declarado que o regime é laminar.
Para se calcular a perda de carga, primeiramente devemos estipular o fator de fricção através da tabela de Moody para o número de Reynolds encontrado. Assim partindo da tabela abaixo encontramos o valor de 0,1257 (valor este fornecido com maior exatidão pelo programa AioFLo):
A perda de Pressão ou perda de carga (∆P) provocada pelo atrito no interior de um tubo cilíndrico, para diversos fluidos homogêneos, como no caso da água, pode ser expresso pela equação de Darcy-Weissbach:
AioFlo
Software que executa cálculos hidráulicos para linhas de fluxo de gases ou líquidos. Algumas das suas capacidades são:
Funciona com líquidos ou gases / vapores isotérmicos
Fluxos podem ser em termos de massa ou volumétricos
Viscosidades podem ser dinâmicas ou cinemáticas
Unidades podem ser selecionadas individualmente ou em conjuntos
O uso da equação fator de atrito Churchill dá cobertura perfeita de todos os regimes de fluxo
Dados de rugosidade foram construídos para uma vasta gama de materiais e condições de tubulação
Nosso exemplo poderia ter sido resolvido por ele sem maiores dificuldades apenas inserindo os dados pertinentes, como podemos ver abaixo:
No intuito de promover um filme de corrida, uma empresa resolveu desenvolver um carro de brinquedo que atravessava uma rampa. Para conseguir este feito, em um dos testes no laboratório (conforme a figura), verificou-se que o carro que é impulsionado pelo ar de uma bexiga cheia de ar com 1.10-4 m² de área, deverá atingir uma força de propulsão no instante em que o processo impulsionado pelo ar é liberado, maior que – 0,5 newtons. Calcular se a empresa terá êxito no teste do novo brinquedo. Dados: ρar = 1,225 kg/m³; v = 50 m/s.
SOLUÇÃO:
Fsx = - ρ.Q.v = - ρ.v².A = - 1,225.50².1.10-4 = - 0,30625 N
R: A empresa atingirá o seu objetivo por ter uma força de propulsão maior que o proposto.
Um gás com peso específico (γ = 15 N/m3) escoa em regime permanente com vazão de 10 kg/s pela seção (1) de um conduto circular de diâmetro igual a 10 cm. Em uma seção (2), o peso específico do gás é (γ = 30 N/m3). Qual será a velocidade média do escoamento nas seções (1) e (2)? Dados: g = 10 m/s2.
SOLUÇÃO:
ρ (1) = 1,5 kg/m3
D = 10 cm r = 5 cm A = π.r2 A1 = π.52 = 78,54 cm2 = 0,78 m2
Qmássica = 10 kg/s Qvolume = 10 kg/s/1,5 kg/m3 = 6,67 m3/s
ρ (2) = 3 kg/m3
v2 = ?			A2 = A1 = 0,78 m2
Q1 = 6,67 m3/ s Q1 = A1 x v1		6,67 = 0,78 x v1		v1 = 8,55 m/s
ρ1 x v1 x A1 = ρ2 x v2 x A2		1,5 x 8,55 = 3 x v2			v2 = 4,27 m/s