lista_02_-_estudo_da_perda_de_carga

Prévia do material em texto

MECÂNICA DOS FLUIDOS II – (Lista 02): Estudo da Perda de Carga (Distribuída e 
Localizada) – Sistemas de Recalque 
 
Prof. Jorbison Portella (jorbison@fho.edu.br) Engenharias – 2019 
1.) Dada a tubulação da figura, cuja seção (2) está 
aberta a atmosfera, calcular: 
a) a perda de carga entre (1) e (2); [Hp1-2 = 3,64 m] 
b) a vazão na tubulação. [Q = 20 L/s] 
Sabe-se que o escoamento é laminar. Dados: D = 15 
cm; L1-2 = 30 m; p1 = 32,8 kPa;  = 9000 N/m3 e 
υ = 0,5 x 10-3 m2/s. 
 
 
 
2.) Um conduto cilíndrico de ferro fundido (k = 2,59 
x 10-4 m) liga dois reservatórios em níveis 
constantes, de comprimento 1000 m e 10 cm de 
diâmetro, e foi projetado para uma vazão de 20 L/s 
de água. Colocada em funcionamento a instalação, 
verificou-se que a vazão que circulava era igual à 
metade da prevista, em virtude de uma obstrução do 
escoamento por material esquecido no interior da 
tubulação. Qual é a perda de carga singular 
introduzida pela obstrução? Dados:  = 104 N/m3 e 
υ = 10-6 m2/s. Resp.: hs = 60 m 
 
3.) O jato descarregado da tubulação mostrada na 
figura atinge uma altura, medida a partir da seção de 
descarga da tubulação, igual a 76 mm. Os diâmetros 
internos dos componentes e o comprimento total da 
tubulação são respectivamente iguais a 19 mm e 534 
mm. Nestas condições, determine o valor da pressão 
medida no ponto (1). Dados: kaço = 5,0 x 10
-5 m, ks 
= 1,50,  = 104 N/m3 e υ = 10-6 m2/s. 
 
 
4.) Sendo a tubulação da figura de ferro fundido (k 
≈ 2 x 10-4 m), e sabendo que os dois manômetros 
instalados a uma distância de 30 m indicam, 
respectivamente, 0,20 MPa e 0,18 MPa, Determinar: 
 
a) a perda de carga entre (1) e (2); 
b) a vazão em volume. 
 
Dados: D = 20 cm; υ = 1 x 10-6 m2/s;  = 104 N/m3. 
 
5.) Água, a 20 ºC, escoa do térreo para o segundo 
andar de um edifício através de um tubo de aço (kaço 
= 5,0 x 10-5 m) que apresenta diâmetro interno igual 
a 19 mm. A figura mostra que a vazão na torneira, 
diâmetro na seção de escoamento igual a 12,7 mm, é 
0,8 litros/s. Determine a pressão no ponto (1) se: 
a) os efeitos viscosos (perdas) forem 
desprezados; 
b) todas as perdas forem consideradas. 
Dados: kcotovelo = 1,5, kválvula = 10. 
 
6.) Uma canalização de ferro fundido com 10 anos de 
uso (k = 1,0 x 10-4 m), 800 m de comprimento e 0,3 
m de diâmetro está descarregando em um 
reservatório 60 1itros/s. Calcule a diferença de nível 
(H) entre o açude e o reservatório de distribuição das 
seguintes formas: 
a) Desprezando as perdas localizadas. 
b) Levando em conta nos cálculos todas as perdas 
de carga localizadas existentes e que são: 
- 1 entrada tipo borda (K = 0,90) 
- 4 curvas de 90 graus de raio longo (K = 0,30) 
- 2 registros de gaveta abertos (K = 0,20) 
- 1 saída de tubulação (K = 1,00) 
 
 
 
 
 
 
MECÂNICA DOS FLUIDOS II – (Lista 02): Estudo da Perda de Carga (Distribuída e 
Localizada) – Sistemas de Recalque 
 
Prof. Jorbison Portella (jorbison@fho.edu.br) Engenharias – 2019 
7.) Determinar a perda de carga total no esquema da 
figura abaixo. 
Dados: 
- Material = PVC 
- Diâmetro = 19 mm 
- Vazão = 0,4 l/s 
- Peças: 1 entrada de Borda (K = 0,90) 
 2 curvas de 90 raio longo (K = 0,30) 
 2 curvas de 45 (K = 0,20) 
 1 registro de gaveta aberto (K = 0,20) 
 1 saída de tubulação ( K = 1,00) 
 
 
 
8.) Na instalação da figura, deseja-se conhecer o 
desnível Δh entre os dois reservatórios de água. 
Dados: potência fornecida ao fluido P = 0,75 kW, D 
= 3 cm, Q = 3 L/s, L1-2 = 2 m, L3-6 = 10 m; ks1 = 1; 
ks4 = ks5 = 1,2; ks6 = 1,6;  = 104 N/m3 e υ = 10-6 m2/s. 
[13,3 m] 
 
 
9.) Na instalação da figura, determinar a potência da 
bomba necessária para produzir uma vazão de 10 L/s, 
supondo seu rendimento de 70%. Dados: Dsucção = 10 
cm; Drecalque = 6,25 cm; kaço = 4,6 x 10
-5 m;  = 104 
N/m3; υ = 10-6 m2/s; Leq1 = 20 m; Leq2 = 2m; Leq6 = 
Leq7 = 1 m; ks5 = 10; ks8 = 1. [7,2 kW] 
 
 
10.) No esquema da figura, qual deve ser a máxima 
cota z para que não haja cavitação com água a 20 ºC? 
Dados: Q = 10 L/s; D = 10 cm; patm = 92,4 kPa; 
pvapor(20 ºC) = 2,36 kPa (abs); kaço = 4,6 x10
-5 m . 
[ 7,4 m] 
 
11.) O sistema de bombeamento trabalha com uma 
vazão de 0,015 m3/s. A tubulação de aspiração tem 
um comprimento de 15 metros. A tubulação de 
recalque tem um comprimento de 200 metros. A 
válvula de globo aberta apresenta um comprimento 
equivalente Leq = 30D onde D é o diâmetro da 
tubulação. Determine a perda de carga total do 
sistema de Bombeamento e a potência de 
acionamento da bomba considerando que apresenta 
um rendimento de 76%. A tubulação de aspiração 
tem um diâmetro de 100 mm e a tubulação de 
recalque apresentam um diâmetro interno de 50mm. 
Considere uma tubulação é de aço com rugosidade 
igual a 4,6x10-5 m.