N1 mecanica dos fluidos (1)

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Vazão
1 - Água escoa para dentro do tanque cilíndrico de diâmetro D = 65 cm da figura, através do duto cilíndrico com diâmetro D1 = 75 mm com velocidade de 2 m/s e sai através dos dutos cilíndricos de diâmetro D2 = 50 mm, e D3 = 60 mm com velocidade de 0,8 m/s e 1 m/s, respecivamente. O tubo cilíndrico de diâmetro D4 = 50 mm ventila para a atmosfera. Nessas condições, pedem-se: a) determine a velocidade da superfície livre da água no tanque; b) admitindo-se que o escoamento de ar através do duto de diâmetro D4 é incompressível, determine a velocidade média de escape de ar. 
2 - Água escoa através do duto 1 com vazão de 5 m3/s para dentro do tanque retangular A, que tem comprimento de 5 m e largura de 5 m. No instante de interesse, a vazão de água do tanque A para o tanque B, através do duto 3 é de 4 m3/s e, nesse instante, o nível da água do tanque B cai a uma velocidade de 2 m/s. O tanque B é também retangular e tem comprimento de 8 m e largura de 5 m. Pedem-se: a) determine a vazão através do duto 2 e o seu sentido no instante de interesse; b) determine a velocidade do nível da água do tanque A e o seu sentido no instante de interesse. Respostas: a) 84 m3/s (saindo); b) 0,04 m/s (subindo)
3 - O acumulador hidráulico da figura foi projetado para reduzir as pulsa-ções de pressão do sistema hidráulico de uma máquina operatriz. Para o instante indicado, determine a taxa de perda ou ganho de volume de óleo hidráulico do acumulador. Resposta: perda de 0,59 l/s.
https://www.youtube.com/watch?v=cE0b81VoN7g&list=PLFLK3wIa4QkTYZ9Z00gmqR-TOTv3HHIbM
4 - A bomba de jato da figura injeta ar com velocidade V1 = 40 m/s através de um tubo com 75 mm de diâmetro e promove um escoamento secun-dário de ar, com velocidade V2 = 3 m/s, na região anular em torno do tubo pequeno. Os dois escoamentos ficam completamente misturados a jusante, onde m/s.
Altura de Carga
5 - Um jato de água emana verticalmente para cima de um orifício circular de 25 mm de diâmetro, e com velocidade de 12 m/s, conforme indica a figura. Admitindo que o jato permaneça circular e desprezando as per-das de carga, determine o diâmetro do jato a 4,5 m de altura acima da seção do orifício. Resposta: 32 mm.
6 - No escoamento da figura, a velocidade média no ponto A é de 18m/s. Admitindo-se escoamento turbulento através do tubo de corrente entre as seções A e B, determine a pressão no ponto B, desprezando a perda de carga.
Escoamento Laminar Vs Turbulento
7 - Ar a 100°C entra em um duto circular de diâmetro 125 mm. Encontre a vazão volumétrica na qual o escoamento torna-se turbulento. Para essa vazão, estime o comprimento de entrada necessário para estabelecer escoamento completamente desenvolvido.
8 - Considere um escoamento incompressível em um duto circular. Deduza expressões gerais para o número de Reynolds em termos de (a) vazão volumétrica e diâmetro do tubo (b) vazão mássica e diâmetro do tubo. O número de Reynolds é 2000 em uma seção na qual o diâmetro do tubo é 8 mm. Encontre o número de Reynolds para a mesma vazão em uma seção na qual o diâmetro do tubo é 5 mm.
9 - Ar a 40°C escoa em um sistema de tubos em que o diâmetro é reduzido em dois estágios de 25 mm para 15 mm e para 10 mm. Cada seção tem 2 m de comprimento. À medida que a vazão é aumentada, em qual seção o escoamento se tornará turbulento primeiro? Determine as vazões nas quais uma, duas e, em seguida, as três seções tornam-se turbulentas em primeira instância. Para cada uma dessas vazões, determine quais seções (se existir alguma) atingirão escoamento completamente desenvolvido.
10 - Considere, primeiro, água e, em seguida, óleo lubrificante SAE 10W fluindo a 40°C em um tubo de 6 mm de diâmetro. Determine, para cada fluido, a máxima vazão para a qual ainda seria esperado escoamento laminar.
11 - Uma agulha hipodérmica, de diâmetro interno d = 0,127 mm e comprimento L = 25 mm, é utilizada para injetar uma solução salina com viscosidade cinco vezes a da água. O diâmetro do êmbolo é D = 10 mm; a força máxima que pode ser exercida pelo polegar sobre o êmbolo é F = 33,4 N. Estime a vazão em volume de solução salina que a seringa pode produzir.
https://www.respondeai.com.br/conteudo/fen-trans-mec-flu-trans-cal-e-trans-massa/livro/exercicios/agulha-hipodermica-diametro-interno-0127-mm-comprimento--25-59770
Cálculo de Perda de Carga
12 - Considere o escoamento do tubo da torre de água do Exemplo 8.7. Após 5 anos, a rugosidade do tubo aumentou de modo que o escoamento tornou-se completamente turbulento e f = 0,04. Determine de quanto a vazão diminuiu.
Exemplo 8.7 (Fox, p. 334) 
13 - Considere o escoamento do tubo da torre de água do Problema anterior. Para aumentar a vazão, o comprimento do tubo é reduzido de 183 m a 91 m (o escoamento ainda é completamente turbulento e f ≈ 0,04). Qual é a vazão agora?
14 - Água escoa de um tubo horizontal para dentro de um grande tanque. O tubo está localizado a 2,5 m abaixo da superfície livre da água no tanque. A perda de carga é 2 kJ/kg. Calcule a velocidade média do escoamento no tubo.
15 -  A velocidade média de escoamento em um trecho de diâmetro constante da tubulação do Alasca é 2,5 m/s. Na entrada, a pressão é 8,25 MPa (manométrica) e a elevação é 45 m; na saída, a pressão é 350 kPa (manométrica) e a elevação é 115 m. Calcule a perda de carga nesse trecho da tubulação.
Questão parecida
16 - Água é bombeada entre dois reservatórios com uma vazão de 6 L/s, através de um duto em ferro fundido de 50 mm de diâmetro e comprimento de 120 m e diversas singularidades indicadas no sistema da figura abaixo. Determine a potência hidráulica requerida da bomba.
https://www.passeidireto.com/arquivo/49128841/escoamentos-em-dutos
https://books.google.com.br/books?id=hDtRDwAAQBAJ&pg=PA199&lpg=PA199&dq=%C3%81gua+%C3%A9+bombeada+entre+dois+reservat%C3%B3rios+com+uma+vaz%C3%A3o+de+6+L/s,+atrav%C3%A9s+de+um+duto+em+ferro+fundido+de+50+mm+de+di%C3%A2metro+e+comprimento+de+120+m+e+diversas+singularidades+indicadas+no+sistema+da+figura+abaixo.+Determine+a+pot%C3%AAncia+hidr%C3%A1ulica+requerida+da+bomba&source=bl&ots=RIgedWdqZC&sig=ACfU3U1Vcli7ZYb80faZArIuLmxNU_jJFA&hl=pt-BR&sa=X&ved=2ahUKEwiis6_R2qfpAhUMIbkGHRXEDxAQ6AEwAXoECAoQAQ#v=onepage&q&f=false (livro bistafa)
http://paginapessoal.utfpr.edu.br/arocha/Disciplinas/MecFlu1/teste/arquivos/Resposta%20de%20Problemas%20Selecionados.pdf
 NOTA
Lista de Exercícios 
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