Lista P3_1

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Lista 3 de Exercícios - Mecânica dos Fluidos
Prof. Ana Maura Araujo Rocha
1) Um fluído viscoso e incompressível escoa entre duas placas planas verticais. Assuma que o escoamento é laminar, permanente e uniforme. a) determine, usando as equações de Navier-Stokes, uma expressão para o gradiente de pressões na direção do escoamento. Expresse dP/dy como uma função da vazão por unidade de largura (q). b) diga qual seria a vazão se dP/dy = 0 ?
Resposta: a) dP/dy = -[ɣ +(3 q µ / 2 h3 )]; b) q = - 2h3 ɣ/ (3 µ)
2) Para um tubo liso de PVC de 32 mm de diâmetro, calcular a perda de pressão para 100 m de tubo: Neste água escoa a 2 m/s.
Considerar as hipóteses: escoamento permanente; escoamento incompressível; escoamento ao longo de uma linha de corrente; escoamento sem atrito.
Resposta: Perda pressão 125000 Pa
3) Água a 74 ºF é transportada por 1500 ft em um tubo de ferro forjado, horizontal, com diâmetro de 1 ½ in a uma vazão de 0,1 ft3/s. Calcule a perda de carga sobre o comprimento de 1500 ft de tubo, usando o a)Diagrama de Moody; b) Método alternativo.
Resposta: Perda carga=280 ft
4) Ar, nas condições normais (CNTP) é transportado a uma vazão de 0,24m3/s através de 500m de um duto retangular horizontal e liso, medindo 30cm x 20cm,. Calcular a perda de pressão.
Resposta: Perda pressão: 402 Pa
5) Um tubo para água de 13mm de diâmetro tem 18,3m de comprimento e fornece água a 18,93 L/min a 20ºC. Qual a fração desse tubo é tomada pela região de entrada? 
Resposta: Fração: 1,75%
6) Água a 20ºC flui numa tubulação de latão lisa de 75mm de diâmetro, sendo a vazão igual a 340 L/min. Calcular a perda de carga em 1000m deste tubo. Calcule: a) tensão de cisalhamento na parede; b) velocidade no centro do tubo; c) espessura da subcamada viscosa.
Resposta: a) 2,45 N/m2; b) 1,36 m/s; c) 0,19mm
7) Óleo (densidade relativa=0,9 e μ=0,0575 Pa.s) flui num tubo de 75mm de diâmetro. Calcule: a) velocidade no centro; b) perda de carga em 300m do tubo; c) tensão de cisalhamento e a velocidade num ponto afastado de 25mm da linha central. A vazão é de 380 L/min.
Resposta: a) 1,43m/s; b) 15,9 m de óleo; c) v = 1,59m/s; τ =5,84 Pa
8) Um fluido proveniente de um grande reservatório passa de um tubo de 100mm para um tubo de 4mm. Em 600 segundos 13 x 10-4 m3 saem do tubo para um recipiente de medida. Se a perda de carga no tubo for igual a 1m, calcule viscosidade cinemática (ν). O escoamento é laminar?
Resposta: ν= 0,00028 m2/s; Re= 2,4 (escoamento laminar)