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Atividade 1 – Fenômenos de Transporte I - 2°S 19 Nome: _______________________________________________________n°________________ Turma ___________. Resolver nessa folha e entregar! (se necessário usar o verso da folha) Ex. 1 . Determine a pressão efetiva na posição A, a diferenc a de altura h do mano metro de tubo acoplado ao recipiente e a forc a F para manter o recipiente na posic . Dados: densidade da água=1000 kg/m3 e densidade relativa do fluido manométrico=2,1. Observe que a extremidade do manômetro de tubo está aberta à atmosfera. Desconsidere o peso do manômetro em U. Resp: 1962 Pa, 9,5 cm, 31,3 N Ex. 2 A figura mostra um tanque fechado com um painel fixado na parede lateral no fundo do tanque. Os fluidos são água, óleo e ar. Sabe-se que a força aplicada sobre o painel de dimensões 30 cm x 40 cm para mantê-lo fixo é 8450 N. Dados: pressão atmosférica 101325 Pa, constante do ar Rar=287 Pa.m3/kg.K, densidade da água 998 kg/m3, do óleo 891 kg/m3 e do mercúrio 13550 kg/m3. Pede-se: a) a pressão do ar no tanque (absoluta); b) a massa de ar no tanque; c) a leitura h no manômetro. Resp: 160,1 kPa; 3 kg; 44,2 cm Ex. 3- placas paralelas grandes sob a influê . A placa inferior : . Observe que na interface dos líquidos (y=0) a velocidade é a mesma assim como a tensão de cisalhamento p/os fluidos. Determine (a) as e as μ μ a forc a exercida pelo fluido sobre a placa superior e sobre a placa inferior. Dados: viscosidade do fluido 1 igual a 1.10-3 Pa.s de cada placa de 4 m2. Resp: a) a= 9,5, b = 6 , c = 7,5 b) 0,79 c) 0,0835 N , 0,0260 N Ex 4 A figura indica uma correia (largura b= 60 cm e comprimento L= 2m) com velocidade constante de 2,5 m/s, que mantém contato com óleo de espessura h = 3 cm. Admita o escoamento do óleo SAE 30W (viscosidade 0,29 Pa. s e massa específica 891 kg/m3) unidirecional, isotérmico e com perfil de velocidade linear. Considere que o princípio da aderência seja válido e o atrito com o ar e as engrenagens das correias serão ambos desprezados. Pede-se: a) a tensão de cisalhamento do óleo em contato com a correia e a força de atrito que o óleo exerce sobre a correia b) a potência do motor para acionar a correia,; c) a viscosidade cinemática do fluido d) a tensão de cisalhamento do óleo em contato com o fundo. Resp: 24,2 Pa; 29 8 N; 72,5 W; 3,25.10-4 m2/s; 24,2 Pa Ex. 5 Considere escoamento isotérmico de ar à temperatura ambiente a velocidade de 120 m/s. Nessas condições as variações de densidade (assinale a resposta correta): ( ) devem ser consideradas ( ) podem ser desprezadas Justifique sua resposta com cálculo ! Ex. 6. Determine o regime de escoamento e indique as forças predominantes no escoamento para cada um dos casos. Dados: densidade a 20°C: p/ água : 998 kg/m3 e glicerina: 1260 kg/m3 ; viscosidade absoluta: p/ água: 0,001 Pa.s p/ glicerina: 1,49 Pa.s. a) Glicerina escoando a 20oC no interior de um tubo de diâmetro de 1cm a 2 m/s; b) Água escoando a 20oC no interior de um tubo de diâmetro de 1cm a 2 m/s. Resp: Re=16,9 (laminar); 19960 (turbulento); forças viscosas; forças de inércia. Ex. 7. Complete as lacunas com os tipos de fluidos indicados no gráfico abaixo: a- Viscosidade aumenta com a tensão de cisalhamento aplicada, tornando-se mais resistente a movimento:______________ b- Tintas tornam-se menos viscosas quando espalhadas com pincel, sob forte tensão de cisalhamento: ______________ c- Pasta de dente precisa de uma tensão de cisalhamento inicial para escoar:______________________ d- A taxa de deformação do fluido independe da força cisalhamento aplicada ________________. Apresente a equação: Ex.8 - Água (densidade 1000 kg/m3) escoa em regime permanente e uniforme através da bifurcação de tubulação mostrada na figura, entrando na seção (1) com vazão volumétrica de 75 L/min. Os diâmetros nas seções (1) e (2) são iguais a 2 cm. A velocidade média na seção (2) é 2,5 m/s. Uma porção do escoamento é desviada para uma tubulação de 1,5 cm de diâmetro e a seguir, para a saída do chuveiro que contém 100 orifícios de 1 mm de diâmetro. Determine a vazão de saída pelo chuveiro (em L/s) e a velocidade através de cada jato. Apresente a equação do balanço de massa e o volume de controle escolhido. Resp: 0,465 L/s; 5,92 m/s. Ex. 9 - A figura indica escoamento de água em tubos. O diâmetro da tubulação na entrada é D1= 300 mm, sendo dividida em três tubulações de diâmetros D2=300 mm, D3=200 mm e D4=375 mm. As três tubulações se juntam num tubo com diâmetro D5=300 mm. A densidade da água nas seções (1), (2), (3) e (4) é 998 kg/m3, mas na seção (5) a densidade é 880 kg/m3. A vazão volumétrica na seção (1) é 0,05 m3/s e a vazão mássica na seção (3) é 15 kg/s. Considere a vazão mássica na seção (2) igual à vazão mássica na seção (4). Apresentando cada volume de controle e a equação do balanço de massa, pede-se a) a vazão volumétrica na seção (5) em m3/s ; b) a velocidade na seção (2); c) a velocidade da seção (4). Justificar se o escoamento é permanente e incompressível. Resp: 0,057 m3/s; 0,25 m/s; 0,16 m.