MONITORIA -PRÁTICA - ATUALIZADA 2018 2 (1)

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MONITORIA - LISTA PRÁTICA - 2018.2 
 
 
1. Água entra em um canal bidimensional de largura constante, h = 75,5 mm, com velocidade 
uniforme, U. O canal faz uma curva de 90º que distorce o escoamento de modo a produzir, 
na saída, o perfil linear de velocidade mostrado com ​v​máx = 2.​v​mín. Avalie ​v​mín, se U = 7,5 
m/s. 
 
 
 
 
 
2. Uma curva redutora bidimensional tem um perfil de velocidade linear na seção 1. O 
escoamento é uniforme nas seções 2 e 3. O fluido é incompressível e o escoamento é 
permanente. Determine o módulo e o sentido da velocidade uniforme na seção 1. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3. Água está escoando em regime permanente por um cotovelo de 180°. Na entrada do 
cotovelo, a pressão manométrica é 103 kPa. A água é descarregada para a atmosfera. 
Considere que as propriedades são uniformes nas seções de entrada e de saída; A1 = 2500 
mm², A2 = 650 mm² e V1 = 3 m/s. Determine a componente horizontal da força necessária 
para manter o cotovelo no lugar. 
 
 
4. Uma cabeça cônica de jateamento é mostrada. O fluido é a água e a corrente de saída é 
uniforme. Avalie (a) a espessura do jato em forma de cortina de água no raio de 400 mm e 
(b) a força axial exercida pelo dispositivo sobre o tubo de alimentação de água. 
 
 
5. A figura mostra um redutor em uma tubulação. O volume interno do redutor é 0,2 m³ e a 
sua massa é 25 kg. Avalie a força total de reação que deve ser feita pelos tubos adjacentes 
para suportar o redutor. O fluido é a gasolina. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
6. Uma mangueira de incêndio de 10 cm de diâmetro, com um bocal de 3 cm, descarrega 1,5 m³/min 
de água para a atmosfera. Considerando o escoamento sem atrito, encontre a força ​Fp​ exercida 
pelos parafusos dos flanges para prender o bocal na mangueira. 
 
 
 
7. O bocal horizontal da figura abaixo tem ​D1 ​= 300 mm e ​D2 = ​150 mm, com pressão de entrada ​P1 
= 262 kPa absoluta e ​V2 ​= 17 m/s. Para água a 20°C, calcule a força horizontal fornecida pelos 
parafusos dos flanges para manter o bocal fixo. 
 
 
8. Para o escoamento na redução de seção do tubo da figura, ​D1​ = 8 cm,​ D2 ​= 5 cm e ​P2​ = 1 atm. 
Todos os fluidos estão a 20°C. Se ​V1​ = 5 m/s e a leitura do manômetro é ​h​ = 58 cm, calcule a força 
total à qual os parafusos dos flanges resistem. 
 
 
 
 
 
 
 
 
9. O jato d’água de 6 cm de diâmetro a 20°C da figura atinge uma placa contendo um orifício de 4 cm 
de diâmetro. Parte do jato atravessa pelo orifício, e parte é defletida. Determine a força necessária 
para conter a placa. 
 
 
10. Ar a 20°C e 1 atm em um tubo entra no fundo de um medidor de vazão cônico de 85°, com um 
fluxo de massa de 0,3 kg/s. O escoamento anular permanente é capaz de suportar um corpo cônico 
centrado, como mostra a figura. A velocidade do ar na aresta superior do corpo é igual à velocidade 
de entrada. Calcule o peso do corpo, em newtons. 
 
 
11. Quando a bomba bombeia 220 m³/h de água a 20°C do reservatório, a perda de carga total por 
atrito é de 5 m. O escoamento descarrega através de um bocal para a atmosfera. Calcule a potência 
da bomba em kW entregue para a água. 
 
 
 
 
 
 
 
12. O bocal curvo mostrado na figura está instalado em um tubo vertical e descarrega água na 
atmosfera. Quando a vazão é igual a 0,1 m​3​/s a pressão relativa no flange é 40KPa. Determine a 
componente vertical da força necessária para imobilizar o bocal. O peso do bocal é 200 N e o volume 
interno do bocal é 0,012 m​3​. O sentido da força vertical é para cima ou para baixo? 
 
 
 
 
13. Determine os módulos e os sentidos das componentes nas direções x e y da força necessária 
para imobilizar o conjunto cotovelo –bocal esboçado na figura abaixo. O conjunto está montado na 
horizontal. Determine também os módulo e sentidos das componentes das forças exercidas pelo 
cotovelo e pelo bocal sobre o escoamento de água. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
14. A figura mostra o escoamento de água num canal aberto e bidimensional que é defletido por 
uma placa inclinada. Qual é a força necessária para imobilizar a placa se a velocidade na seção (1) é 
igual a 3 m/s? A distribuição de pressão na seção (1) é a hidrostática e o fluido se comporta como um 
jato livre na seção (2). Despreze o atrito. 
 
 
15. Qual é a máxima potência que pode ser obtida com a turbina hidroelétrica mostrada na figura 
abaixo? 
 
 
16. A figura mostra água escoando de um lago para outro pela ação da gravidade. A vazão de água 
no conduto é 0,38 m³/min. Qual é a perda de energia detectada neste escoamento? Estime a 
potência necessária para acionar uma bomba que reverta o escoamento de água. Admita que a 
vazão na bomba também é igual a 0,38 m³/min e que a perda de energia é igual àquela calculada no 
primeiro item do problema. 
 
 
 
 
 
 
 
 
17. A vazão de água transportada do reservatório inferior para o superior da figura, pela ação da 
bomba, é igual a 0,071 m³/s. A perda de energia disponível no escoamento da seção (1) para a seção 
(2) é dada por 657 ​V​²/2 m²/s², onde ​V​ é a velocidade média do escoamento na tubulação. Determine 
a potência no eixo da bomba. 
 
 
 
 
18. A água subterrânea deve ser bombeada por uma bomba submersa de 3 kW e eficiência de 70% 
para uma piscina cuja superfície livre está 30 m acima do nível da água subterrânea. O diâmetro do 
tubo é de 7 cm no lado da entrada e 5 cm no lado da descarga. Determine (a) a vazão máxima da 
água e (b) a diferença de pressão através da bomba. Suponha que a diferença de elevação entre a 
entrada e a saída da bomba e o efeito dos fatores de correção da energia cinética sejam 
desprezíveis. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
19. Na instalação da figura, verificar se a máquina é uma bomba ou uma turbina e determinar sua 
potência, sabendo que seu rendimento é 75%. Sabe-se que a pressão indicada por um manômetro 
instalado na seção (2) é 0,16 MPa, a vazão é 10 L/s, a área da seção dos tubos é 10 cm² e a perda de 
carga entre as seções (1) e (4) é 2 m. Não é dado o sentido do escoamento. ​γ​H2O ​= 10​4​ N/m³; g = 10 
m/s².