AV6 fenomeno dos transportes

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· Pergunta 1
1 em 1 pontos
	
	
	
	Leia o excerto a seguir.
 
“O poder do uso da análise dimensional e da similaridade para suplementar a análise experimental pode ser ilustrado pelo fato de que os valores reais dos parâmetros dimensionais, como densidade ou velocidade, são irrelevantes. Desde que os  ’s independentes sejam iguais entre si, a similaridade é atingida, mesmo que sejam usados fluidos diferentes”.
 
ÇENGEL, Y.; CIMBALA, J. M. Mecânica dos Fluidos : Fundamentos e Aplicações. São Paulo: Mc Graw Hill Editora, 2007. p. 242.
 
A partir do exposto, sobre a teoria da similaridade, analise as asserções a seguir e a relação proposta entre elas.
 
I. Pode-se testar um modelo de avião ou automóvel em um túnel de água.
Pois:
II. Se os  ’s independentes obtidos no teste foram iguais entre si, o fluido não importa.
 
A seguir, assinale a alternativa correta.
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	 
As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a II é uma justificativa correta da I.
	Resposta Correta:
	 
As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a II é uma justificativa correta da I.
	Feedback da resposta:
	Resposta correta. A alternativa está correta, pois
a asserção I é uma proposição verdadeira, já que a água que escoa sobre o protótipo tem as mesmas propriedades adimensionais do ar, fluido da vida real do automóvel ou do avião. A asserção II também é uma proposição verdadeira e justifica a I, pois a velocidade do modelo e a do protótipo podem ser obtidas pela teoria da semelhança. Esse princípio também é válido para o modelo inverso, ou seja, podemos testar o protótipo de um submarino em um túnel de vento.
	
	
	
· Pergunta 2
1 em 1 pontos
	
	
	
	Leia o excerto a seguir.
 
“Sempre é possível fornecer uma interpretação física dos grupos adimensionais. Essas interpretações podem ser úteis na análise dos escoamentos. Por exemplo, o número de Froude é um indicativo da relação entre a força devido à aceleração de uma partícula fluida e a força devido à gravidade (peso)”.
 
MUNSON, B. R.; YOUNG, D. F.; OKIISHI, T. H. Fundamentos da Mecânica dos Fluidos . São Paulo: Edgard Blucher, 2004. p. 359.
 
Considerando o exposto, sobre grandezas adimensionais, analise as afirmativas a seguir.
 
I. O número de Froude é usado em escoamentos com superfície livre.
II. O número de Euler é usado em problemas relacionados com diferenças de pressão.
III. O número de Mach é usado em problemas em que a compressibilidade do fluido é importante.
IV. O número de Reynolds determina a velocidade de um escoamento.
 
Está correto o que se afirma em:
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	 
I, II e III, apenas.
	Resposta Correta:
	 
I, II e III, apenas.
	Feedback da resposta:
	Resposta correta. A alternativa está correta, pois o número de Froude é dado pela relação Fr =  = , ou seja, ele é o único número que contém a aceleração da gravidade, por isso, ele é usado em escoamentos em que o peso do fluido é importante, como os escoamentos livres. O número de Euler é dado pela relação Eu = = , ou seja, ele é uma medida da razão entre as forças de pressão e de inércia, por isso, ele é usado em problemas que envolvam diferenças de pressão. O número de Mach  (  é dado por  ( = = , ou seja, esse número é utilizado para cálculos em que a velocidade do som esteja envolvida, como aviões de guerra. O número de Reynolds é dado pela expressão Re =  = e não nos informa a velocidade, somente se o escoamento é laminar, turbulento ou intermediário.
	
	
	
· Pergunta 3
1 em 1 pontos
	
	
	
	Leia o excerto a seguir.
 
“Um número é adimensional quando independe de todas as grandezas fundamentais, isto é, sua equação dimensional apresenta expoente zero em todas as grandezas fundamentais (F 0 L 0 T 0 ). Assim, um número adimensional bastante conhecido em fenômenos de transporte é o número de Reynolds”.
 
BRUNETTI, F. Mecânica dos Fluidos . 2. ed. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2008. p. 144.
 
A respeito dos números adimensionais, analise as afirmativas a seguir e assinale V
para a(s) Verdadeira(s) e F para a(s) Falsa(s).
 
I. ( ) O número de Reynolds independe das grandezas fundamentais.
II. ( ) O número de Euler também é um número adimensional.
III. ( ) O número de Mach é muito usado em aviões de caça por se relacionar com a velocidade do som.
IV. ( ) A equação de Bernoulli fornece um número adimensional como carga total.
 
Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta.
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	 
V, V, V, F.
	Resposta Correta:
	 
V, V, V, F.
	Feedback da resposta:
	Resposta correta. A alternativa está correta, pois o número de Reynolds dado por Re =  é um número adimensional que independe das grandezas fundamentais ou (F 0 L 0
T 0). O número de Euler dado por Eu =  também é um número adimensional junto ao número de Mach, que é dado por  ( = . O número de Mach, realmente, é usado na aviação de caças por se relacionar com a velocidade do som. A equação de Bernoulli fornece a carga total em unidades de comprimento (m, cm) e não é um número adimensional.
	
	
	
· Pergunta 4
0 em 1 pontos
	
	
	
	Leia o excerto a seguir.
 
“A escolha do volume de controle apropriado na mecânica dos fluidos é muito parecida com a escolha do diagrama de corpo livre na mecânica dos sólidos. Na dinâmica dos sólidos, nós isolamos o corpo em que estamos interessados, representamos o objeto em um diagrama de corpo livro e aplicamos as leis pertinentes ao corpo. De modo análogo, a facilidade de resolver um problema de mecânica dos fluidos depende da escolha do volume de controle”.
 
MUNSON, B. R.; YOUNG, D. F.; OKIISHI, T. H. Fundamentos da Mecânica dos Fluidos . São Paulo: Edgard Blucher, 2004. p. 175.
 
Diante do exposto, analise a seguinte figura:
 
 
Fonte: Munson, Young e Okiishi (2004, p. 174).
 
A respeito dos volumes de controle apresentados na figura, analise as afirmativas a seguir e assinale V para a(s) Verdadeira(s) e F para a(s) Falsa(s).
 
I. ( ) Esse volume de controle pode representar um carro em movimento.
II. ( ) A velocidade é a grandeza que está variando com o tempo no nosso exemplo.
III. ( ) A velocidade no tempo t 1 poderá ser menor ou maior do que a velocidade em t 0 .
IV. ( ) Utilizamos esse exemplo na análise de turbinas que se movem com um fluido.
 
Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta.
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	 
V, V, F, V.
	Resposta Correta:
	 
V, V, V, V.
 
	Feedback da resposta:
	Sua resposta está incorreta. A alternativa está incorreta, pois o volume de controle representado pela figura pode mesmo corresponder a um carro se movimentando do ponto A para o ponto B, no intervalo de tempo dado por t 0
e t 1. A velocidade é a grandeza que provém da relação do deslocamento variando no tempo, portanto, realmente podemos utilizar a velocidade como a grandeza que sofre variação no tempo para estudar e formular as equações para esse volume de controle. Como nesse exemplo não foi estabelecido se o volume de controle estudado produz ou recebe trabalho, a velocidade pode variar para mais ou para menos no intervalo de tempo dado por t 0 e t 1. Também podemos utilizar esse exemplo para o estudo de turbinas que são movimentadas devido a um jato de água ou vapor de água para a produção de energia elétrica, já que, com o jato, as turbinas estarão se movimentando a uma velocidade diferente em t 0 e t 1.
	
	
	
· Pergunta 5
1 em 1 pontos
	
	
	
	Um túnel aerodinâmico está esquematizado conforme a figura a seguir. Ele foi projetado para que, na seção A, a veia livre de seção quadrada de 0,2 m de cada lado tenha uma velocidade média de 60 m/s. A perda de carga entre a seção A e 0 é de 100 m e entre a seção 1 e A é de 100 m.
 
Fonte: Brunetti (2008, p. 111).
 
Sabendo que  = 12,7 N/m 3 , a diferença de pressão entre as seções 1 e 0, dada por p 1 - p 0 , assinale a alternativa que apresenta o valor do intervalo para essa diferença de pressão.
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	 
2.001 e 3.000 Pa.
	Resposta Correta:
	 
2.001 e 3.000 Pa.
	Feedback da resposta:
	Resposta correta. Aalternativa está correta, pois, para obtermos a diferença de pressão entre os pontos 1 e 0, precisamos, primeiramente, calcular a pressão no ponto 0, que será obtida por meio da fórmula  + + z A
=  + + z 0
+ H pA,0. Logo, = - H pA,0
(equação 1). Temos que a vazão será dada por Q = v A
A A = 30 x 0,2 x 0,2 = 1,2 m 3/s. Agora, calcularemos v 0
= = = 7,5 m/s. Substituindo esses valores na equação (1), temos que = - 100 = - 57,0 m. Agora, temos que p 0 =  x (-57,0) = 12,7 x (-57) = - 723,9 Pa. Nesse sentido, faremos o mesmo com o ponto 1, em que temos  + + z 1
=  + + z A
+ H p1,A. Logo, = - H p1,A. Portanto: = + 100 = 143 m. Então, temos que p 1 =  x (143) =12,7 x 143 = 1.816,10 Pa. Dessa forma, a diferença entre as seções 1 e 0, dada por p 1 - p 0 será igual a p 1 - p 0 = 1.816,10 - (- 723,9) = 2.540 Pa.
	
	
	
· Pergunta 6
1 em 1 pontos
	
	
	
	Um medidor de vácuo conectado a uma câmara exibe a leitura de 11,6 psi no seu mostrador em um local onde a pressão atmosférica foi medida com um manômetro e a leitura informada foi igual a 29 psi. Com esses dados é possível obtermos a pressão absoluta nessa câmara. Nesse sentido, assinale a alternativa que indique a pressão absoluta na câmara:
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	 
Entre 16 e 20 psi.
	Resposta Correta:
	 
Entre 16 e 20 psi.
	Feedback da resposta:
	Resposta correta. A alternativa está correta, pois a Pressão absoluta é dada pela Pressão atmosférica - Pressão do vácuo, ou seja, devemos subtrair da pressão atmosférica o valor da pressão do vácuo dada para encontrarmos a pressão absoluta solicitada. Esse exercício é resolvido com uma simples subtração. Resolução: A Pressão absoluta é dada pela Pressão atmosférica - Pressão do vácuo, o que é igual a P abs = 29 - 11,6 = 17,4 psi.
	
	
	
· Pergunta 7
1 em 1 pontos
	
	
	
	Leia o excerto a seguir.
 
“É preciso tomarmos cuidado ao utilizarmos a equação de Bernoulli, uma vez que ela é uma aproximação que se aplica com algumas hipóteses restritivas. Essa equação é muito útil nas regiões de escoamento fora das camadas-limites e esteiras, em que o movimento do fluido é governado pelos efeitos combinados das forças de pressão e gravidade”.
 
ÇENGEL, Y.; CIMBALA, J. M. Mecânica dos Fluidos : Fundamentos e Aplicações. São Paulo: Mc Graw Hill Editora, 2007. p. 161.
 
Referente a essa equação e às suas hipóteses de utilização, analise as afirmativas a seguir.
 
I. A equação de Bernoulli não pode ser usada para estudar escoamentos em que a viscosidade é significativa.
II. Se o regime não for permanente, não podemos utilizar a equação de Bernoulli.
III. Se as propriedades do fluido variarem ao longo da seção, não podemos utilizar a equação de Bernoulli.
IV. O atrito não pode ser adicionado à equação de Bernoulli.
 
Está correto o que se afirma em:
 
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	 
I, II e III, apenas.
	Resposta Correta:
	 
I, II e III, apenas.
	Feedback da resposta:
	Resposta correta. A alternativa está correta, pois, realmente, a equação de Bernoulli somente pode ser usada para fluidos ideais, ou seja, escoamentos com viscosidades iguais a zero. O regime tem de ser permanente para utilizarmos a equação de Bernoulli, assim como as propriedades do fluido não podem variar ao longo das seções. Podemos, todavia, adicionar o atrito na forma de perda na equação de Bernoulli.
	
	
	
· Pergunta 8
1 em 1 pontos
	
	
	
	Um tubo possuindo 12 cm de diâmetro teve sua vazão medida e apresentou uma leitura da vazão de 0,06 m 3 /s. O diâmetro do tubo sofre um estrangulamento e é reduzido para um novo valor igual a 4,8 cm. Gostaríamos de estudar a velocidade de escoamento ao longo dessa tubulação. Considerando um perfil de velocidade uniforme, a velocidade máxima da água que atravessa este tubo é um número entre:
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	 
Entre 31 e 40 m/s.
	Resposta Correta:
	 
Entre 31 e 40 m/s.
	Feedback da resposta:
	Resposta correta. A alternativa está correta, pois a velocidade máxima no tubo acontecerá no ponto onde o diâmetro é menor, ou no estrangulamento. Como o perfil de velocidade é uniforme, podemos considerar que as vazões nas seções com e sem estrangulamento serão iguais a 0,06 m 3/s. Na seção de 4,8 cm de diâmetro, temos: Q = v 1 x A 1. Como temos a vazão e a área podemos calcular a velocidade. Logo 0,06 =  x v 1
e  v 1 = 33,16 m/s.
	
	
	
· Pergunta 9
1 em 1 pontos
	
	
	
	Leia o trecho a seguir:
“O fluxo de massa em uma seção é a massa do fluido que escoa através da seção por unidade de tempo. Logo, o transporte de massa é decorrente do campo de velocidade de escoamento. As distribuições (perfis) reais de velocidade numa seção geralmente não são uniformes, pois os fluidos viscosos apresentam a propriedade de aderência às superfícies sólidas com as quais estão em contato”.
 
LIVI, C. P. Fundamentos de fenômenos de transporte : um texto para cursos básicos. 2. ed. [S.l.]: LTC, 2017. p. 71-72.
 
A partir do apresentado, analise as asserções a seguir e a relação proposta entre elas.
 
I. O princípio do perfil de velocidade pode ser usado para explicar o funcionamento do óleo lubrificante nas paredes da tubulação do motor de um automóvel.
Pois:
II. Por ser um fluido viscoso o óleo lubrificante adere às paredes do motor fazendo com que o combustível tenha um fluxo mais uniforme.
 
A seguir, assinale a alternativa correta:
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	 
As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a II é uma justificativa correta da I.
	Resposta Correta:
	 
As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a II é uma justificativa correta da I.
	Feedback da resposta:
	Resposta correta. A alternativa está correta, pois
a asserção I é uma proposição verdadeira, devido ao fato do óleo lubrificante ter a propriedade de aderir à parede da tubulação do motor. A asserção II também é verdadeira e justifica a I, pois quando o óleo adere à parede do motor ele faz com que o combustível possa circular mais suavemente do que se tivesse que entrar com a parede sem o óleo, muitas vezes podendo entrar em contato com superfícies irregulares devido à corrosão do motor.
	
	
	
· Pergunta 10
1 em 1 pontos
	
	
	
	Leia o excerto a seguir:
“Escoamentos normalmente são fenômenos tridimensionais, transitórios e complexos. Entretanto, em muitos casos, é normal utilizarmos hipóteses simplificadoras para que seja possível analisar o problema sem sacrificar muito a precisão dos resultados da análise. Uma destas hipóteses é a de considerar o escoamento real como unidimensional ou bidimensional”.
 
MUNSON, B. R.; YOUNG, D. F.; OKIISHI, T. H. Fundamentos da Mecânica dos Fluidos . Tradução da quarta edição americana de: Euryale de Jesus Zerbini. São Paulo: Edgard Blucher, 2004. p. 148.
 
A respeito dos escoamentos uni, bi e tridimensionais, analise as afirmativas a seguir e assinale V para a(s) Verdadeira(s) e F para a(s) Falsa(s).
 
I. ( ) O escoamento de ar em torno de uma asa de avião é um exemplo de escoamento tridimensional.
II. (  ) Um campo de escoamento uniforme é um escoamento unidirecional.
III. (  ) Um escoamento que pode ser representado por linhas de corrente é bidirecional.
IV. (  ) Um escoamento é unidimensional em uma tubulação com diâmetro variável.
 
Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta:
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	 
V, V, V, V.
	Resposta Correta:
	 
V, V, V, V.
	Feedback da resposta:
	Resposta correta.  A sequência está correta. O escoamento de ar em torno das asas de um avião não pode ser simplificado, ou seja, seu cálculo é tridimensional. Campos de escoamento uniforme são representados unidirecionalmente. As linhas de corrente variam na direção x e y, fazendo com que o escoamento seja bidirecional. A equação da continuidade garante que o escoamento possa ser considerado unidirecional dentro de uma tubulação com diâmetro variável.