U1S3+-+Cinética+dos+Fluidos+(3ª+Lista+de+Exercícios)

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FACULDADE PITÁGORAS – CAMPUS IPATINGA/MG
CURSO/HABILITAÇÃO: Engenharia 
NATUREZA DO TRABALHO: 3ª Lista de exercícios (Cinética dos Fluidos)
DISCIPLINA: Fenômenos de Transporte
PROFESSOR: Arlindo Lopes Faria
TURMA: PERÍODO: 
DATA: ____/____/_______ 
	
ALUNO (A): ___________________________________________________________________________ 
1) Calcular o número de Reynolds e identificar se o escoamento é laminar ou turbulento sabendo-se que em uma tubulação com diâmetro de 3 cm escoa água com uma velocidade de 0,1 m/s. Mecânica dos Fluidos.
Viscosidade Dinâmica da água: µ = 1,0030 × 10−3 Ns/m²
Resposta: Re = 2991
 
2) Calcular o número de Reynolds e identificar se o escoamento é laminar ou turbulento sabendo-se que em uma tubulação com diâmetro de 4 cm escoa água com uma velocidade de 0,2 m/s. 
 Resposta: Re = 7976
3) Um determinado líquido, com ρ = 1200,00 kg/m³, escoa por uma tubulação de diâmetro 3 cm com uma velocidade de 0,1 m/s, sabendo-se que o número de Reynolds é 954435. Determine qual a viscosidade dinâmica do líquido. 
Resposta: µ = 3,77 × 10−6 Ns/m²
4) Acetona escoa por uma tubulação em regime laminar com um número de Reynolds de 2000. Determine a máxima velocidade do escoamento permissível em um tubo com 2 cm de diâmetro de forma que esse número de Reynolds não seja ultrapassado. µacetona = 0,326 x 10−3 Pa.s e acetona = 790 kg/m3. 
Resposta: v = 41,27 x 10-3 m/s
5) Benzeno escoa por uma tubulação em regime turbulento com um número de Reynolds de 5000. Determine o diâmetro do tubo em mm sabendo-se que a velocidade do escoamento é de 0,2 m/s. µBenzeno = 0,64 x 10−3 Pa.s e Benzeno = 879 kg/m3. 
Resposta: D = 18,2 mm
6) Ar entra em um bocal de forma constante a 2,21 kg/m3 e 30 m/s e sai a 0,762 kg/m3 a 180 m/s. Se a área de entrada do bocal é de 80 cm2, determine:
(a) a vazão em massa através do bocal e 
(b) a área de saída do bocal. 
Resposta: (a) 1 = 0,530 kg/s; (b) A2 = 38,7 cm2
7) Um secador de cabelos é, basicamente, um duto com diâmetro constante no qual são colocadas algumas camadas de resistores elétricos. Um ventilador pequeno empurra o ar para dentro e o força a passar através dos resistores, onde ele é aquecido. Se a massa específica do ar é de 1,2 kg/m3 na entrada e de 1,05 kg/m3 na saída, determine o aumento percentual na velocidade do ar quando ele escoa através do secador. 
Resposta: 14%
M1=M2
P x V x A = P x V x A
1,05 x V x A = 120 x V x A
V1= 120V2 / 1,05
V1=1,14 V2=14 por cento
8) Um tanque rígido de 1 m3 contém inicialmente ar, cuja massa específica é 1,18 kg/m3. O tanque é conectado a uma linha fornecedora de alta pressão por meio de uma válvula. A válvula é aberta e o ar pode entrar no tanque até que a massa específica do ar no tanque se eleve a 7,2 kg/m3. 
Determine a massa do ar que entrou no tanque. 
Resposta: m = 6,02 kg
9) O ventilador do banheiro de um prédio tem uma vazão d e 30 L/s e funciona continuamente. Se a massa específica do ar interno é de 1,2 kg/m3, determine a massa do ar que é expelida ou que sai em um dia. 
Resposta: m = 3110 kg
Q=30L/S
30/1000= 0,3M³/s
0,03 x 60 x60 x24
2592m³ dia
2592m³ dia x 1,2 kg/m³ = 3110,4 kg/dia
10) Um computador deve ser resfriado por um ventilador com uma vazão volumétrica igual a 0,34 m3/min. Determine o fluxo de massa de ar através do ventilador a uma altitude de 3400 m onde a massa específica do ar é de 0,7 kg/m3. Se a velocidade média do ar não exceder os 110 m/min, determine também o diâmetro da carcaça do ventilador.
Resposta: D = 0,063 m
Q=0,34M³/min
P=0,7kg/m³
Q=V x A
A= Q/V
A=0,34 / 110
A=3,09x10-³m²
A=30,9 CM²
R= raiz 30,9 /pi
R=3,14
D=6,28cm
11) Uma sala para fumantes deve acomodar 15 pessoas. Os requisitos mínimos de ar fresco para sal as de fumantes são especificados como 30 L/s por pessoa (ASHRAE, Standard 62, 1989). 
(a) Determine a vazão mínima necessária de ar fresco que precisa ser fornecida à sala e 
(b) o diâmetro do duto se a velocidade do ar não exceder os 8 m/s.
 Resposta: (a) ar = 0,45 m3/s; (b) D = 0,268 m
Q/min=30L/s * 15 pessoas = 450 L/s
 450 L/s * 1m³/1000L= 0,45m³/s
Q=V*A							A=pi * r2
A=Q/V						 R= √(A/ pi )
0,45 / 8 = 0,05625 m²=562,5 cm2 R=√ 562cm/ pi = 13,8 cm
								D=26,8 Cm2	
12) Os requisitos mínimos de ar fresco de um prédio residencial são especificados com 0,35 de troca de ar por hora (ASHRAE, Standard 62, 1989). Ou seja, 35% de todo o ar contido em uma residência deve ser substituído por ar externo fresco a cada hora. 
(a) S e a necessidade de ventilação de uma residência com 2,7 m de altura e 200 m2 deve ser satisfeita completam ente por um ventilador, determine a capacidade de escoamento, em L/min, do ventilador que precisa ser instalado. 
(b) Determine o diâmetro do duto se a velocidade do ar não exceder os 6 m/s.
Resposta: (a) 1 = 3150 l/min; (b) D = 0,106 m
V=2,7m x 200m² = 540m³
540m³ -100 %=189m³
? - 35%
Q= 189 X1000*1/60
Q=3150L/MIN
A= Q/V
A=0,0525/6
A=87,5cm²
R=√87,5 / pi
R=5,28cm
D=10,55 cm