Avaliação Presencial 1 (AV1) Mecânica dos Fluídos (EPR122)

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Avaliação Presencial 1 (AV1) Mecânica dos Fluídos (EPR122) 
 
Sua resposta está correta 
1- O piezômetro ou tubo piezométrico consiste apenas em um tubo vertical conectado a um recipiente ou 
tubulação que encerra um fluido na qual se deseja medir a pressão com sua extremidade superior aberta a 
pressão atmosférica, conforme ilustra a figura a seguir. Com base nas características deste dispositivo de 
medição de pressão de fluido, assinale a alternativa CORRETA: 
 
O piezômetro pode ser aplicado em situações nas quais a pressão manométrica de um líquido em um 
escoamento é menor do que a pressão atmosférica. 
Quanto maior a pressão manométrica do fluido, menor será a altura necessária para o tubo piezométrico. 
O piezômetro pode ser aplicado para medir a pressão do escoamento de gases. 
No piezômetro conectado a uma tubulação, o líquido que escoa se eleva no tubo piezométrico até uma 
altura de coluna (carga) proporcional à pressão sendo medida. 
 
 
Sua resposta está correta 
2- No projeto de uma instalação industrial de sucos clarificados de frutas, foi calculada a necessidade de 25 
m de carga hidráulica de pressão da bomba para o transporte de 40 m³/h deste fluido. A figura anexa 
apresenta a curva característica de um modelo de bomba centrífuga a 50 Hz, com informações da potência 
da bomba e diâmetro de rotor em função da vazão da bomba. Com base nas informações apresentadas, 
execute a leitura dos parâmetros hidráulicos do escoamento na curva característica, defina a potência da 
bomba para o processo apresentado, considerando que o rotor da bomba deve ter 165 mm, e assinale a 
alternativa CORRETA: 
 
A bomba adequada deve ter potência de 4,5 kW. 
A bomba adequada deve ter potência de 6,0 kW. 
A bomba adequada deve ter potência de 5,0 kW. 
A bomba adequada deve ter potência de 5,5 kW. 
Sua resposta está correta 
3- O matemático holandês Simon Stevin (1548-1620) publicou em 1586 o princípio físico fundamental da 
estática dos fluidos, utilizado nos cálculos da manometria. A figura anexa apresenta este princípio, ilustrado 
no tanque de geometria irregular contendo água e mercúrio. Com base nestes conceitos, analise as 
sentenças a seguir: 
 
I- A pressão em um fluido em repouso depende da forma ou seção transversal do recipiente. 
II- A pressão de um fluido em repouso não varia com a distância vertical. 
III- A pressão no ponto "D" do tanque é igual à pressão no ponto "E". 
 
Assinale a alternativa CORRETA: 
 
Somente a sentença II está correta. 
As sentenças I e III estão corretas. 
As sentenças I e II estão corretas. 
Somente a sentença III está correta. 
 
 
Sua resposta está correta 
4- A equação de Bernoulli pode ser aplicada para descrever o balanço de energias mecânicas em um 
escoamento de fluido em regime permanente. A partir de um somatório da energia potencial, energia 
cinética e energia de fluxo de um fluido é possível determinar a sua carga hidráulica de escoamento. Com 
base no balanço de energia mecânica aplicado ao escoamento em regime permanente de um fluido e nas 
formas de apresentação da equação de Bernoulli, faça uma análise dimensional das equações 
apresentadas e associe os itens, utilizando o código a seguir: 
 
I- Esta forma da equação de Bernoulli apresenta os termos de energia mecânica na unidade de pressão, 
por exemplo, "Pascal". 
II- Esta forma da equação de Bernoulli apresenta os termos de energia mecânica na unidade de energia por 
peso de fluido, por exemplo, "J/N". 
III- Esta forma da equação de Bernoulli apresenta os termos de energia mecânica na unidade de energia 
por massa, por exemplo, "J/kg". 
 
III - I - II. 
II - I - III. 
II - III - I. 
I - II - III. 
Sua resposta está correta 
5- Para a instalação correta de um sistema hidráulico e seleção da bomba centrífuga adequada é 
necessário avaliar alguns parâmetros hidráulicos. Considere o sistema para recalque de água, com vazão 
de operação constante, ilustrado na figura anexa. Calcule a carga hidráulica necessária da bomba (altura 
manométrica total) para o sistema com perdas de carga na sucção equivalentes a 0,5 m e perdas de carga 
na descarga equivalentes a 4 m. Adote o nível da bomba como ponto horizontal de referência. 
 
Hipóteses simplificadoras: 
 
- Os tanques na sucção e no recalque estão abertos à pressão atmosférica. 
- Os tanques são de grandes dimensões, portanto a velocidade do líquido na superfície livre dos tanques é 
praticamente nula. 
 
Assinale a alternativa CORRETA: 
 
H bomba = 49,8 m. 
H bomba = 12,6 m. 
H bomba = 29,5 m. 
H bomba = 51,7 m. 
 
 
Sua resposta está correta 
6- O dimensionamento hidráulico para seleção da bomba centrífuga demanda a necessidade de calcular o 
valor de alguns parâmetros hidráulicos relacionados à carga hidráulica da bomba ou altura manométrica 
total (H bomba) e vazão da bomba. Com relação aos cálculos necessários para projeto de uma instalação 
de recalque de líquidos, assinale a alternativa CORRETA: 
 
O NPSH disponível é um parâmetro hidráulico fornecido pelo fabricante da bomba. 
O diâmetro da tubulação utilizada na sucção da bomba deve ser sempre menor do que o diâmetro da 
tubulação no recalque da bomba. 
O NPSH requerido é a pressão absoluta mínima da sucção a qual deverá ser inferior a pressão de vapor do 
líquido bombeado na sucção da bomba na dada temperatura. 
O NPSH disponível é a pressão absoluta ou carga líquida positiva existente na sucção da bomba e depende 
das características do sistema. 
 
 
 
 
 
 
 
Sua resposta está correta 
7- A queda de pressão ou perda de carga é um parâmetro importante para a análise do escoamento de 
fluidos em tubulações e está diretamente relacionada aos requisitos de potência exigidos pelo ventilador ou 
bomba para manter o escoamento do fluido com vazão constante. Com base na relação entre potência da 
máquina hidráulica e queda de pressão ou perda de carga, faça uma análise dimensional das equações 
apresentadas e associe os itens, utilizando o código a seguir: 
 
I - III - II. 
II - III - I. 
I - II - III. 
III - I - II. 
 
 
Sua resposta está correta 
8- A equação de Bernoulli possui algumas limitações com relação a sua aplicação em escoamento de 
fluidos. Com base neste conceito, avalie as asserções a seguir e a relação proposta entre elas: 
 
I- Uma das hipóteses usadas na dedução da equação de Bernoulli é que a densidade do fluido (ou massa 
específica) seja constante ao longo do escoamento. 
 
PORQUE 
 
II- Os efeitos de compressibilidade em líquidos são desprezíveis, satisfazendo assim a condição de 
densidade (ou massa específica) constante. 
 
Assinale a alternativa CORRETA: 
A asserção II é uma proposição falsa, e a asserção I é uma proposição verdadeira. 
As asserções I e II são proposições falsas. 
As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a asserção II é uma justificativa correta da asserção I. 
A asserção I é uma proposição falsa, e a asserção II é uma proposição verdadeira. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Sua resposta está correta 
9- Uma tubulação de aço para condução de água (peso específico igual a 9790 N/m³) é constituída por um 
trecho totalmente horizontal, sem acessórios, de comprimento igual a 2800 m e diâmetro interno de 250 
mm. A vazão do escoamento é de 150 m³/h. O fator de atrito de Darcy da tubulação pode ser considerado 
fD = 0,016. Adote g=9,81 m/s². Calcule a perda de carga total aproximada, em "metros", pela tubulação e 
utilize a equação de Bernoulli para determinar a queda de pressão aproximada (P1-P2) ao longo do 
comprimento desta tubulação e, em seguida, assinale a alternativa CORRETA: 
 
Perda de carga = 85,28 m. P1-P2= 834891,2 Pa. 
Perda de carga = 6,57 m. P1-P2= 64320,3 Pa. 
Perda de carga = 0,41 m. P1-P2= 4013,9 Pa. 
Perda de carga = 0,0658 m. P1-P2= 644,182 Pa. 
 
 
Sua resposta está correta 
10- Dióxido de carbono a 20 ºC escoa por uma tubulação a uma vazão volumétrica de 4400L/h, em regime 
permanente. O diâmetro interno da tubulação é 24 mm. Considerando g=10m/s² e densidade do gás (CO2)igual a 1,88kg/m³, analise as sentenças a seguir: 
 
I- A vazão em peso do escoamento de gás é aproximadamente 82,72 N/h. 
II- A vazão em peso do escoamento de gás é aproximadamente 1,38 N/min. 
III- A vazão em peso do escoamento de gás é aproximadamente 2,29 N/s. 
 
Assinale a alternativa CORRETA: 
 
As sentenças I e II estão corretas. 
Somente a sentença III está correta. 
As sentenças II e III estão corretas. 
Somente a sentença I está correta. 
 
 
 
 
 
 
Sua resposta está correta 
11- Os problemas práticos de Engenharia, envolvendo escoamento de fluidos que demandam o uso do 
diagrama de Moody ou equações empíricas para cálculo do fator de atrito de Darcy (fD), podem ser 
classificados de acordo com os parâmetros conhecidos e os parâmetros que necessitam de cálculo. Com 
base nos problemas típicos de dimensionamento na mecânica dos fluidos, avalie as asserções a seguir e a 
relação proposta entre elas: 
 
I- Se o diâmetro, comprimento da tubulação e a vazão volumétrica de escoamento são conhecidas, é 
possível calcular a perda de carga e queda de pressão do fluido no escoamento de forma direta. 
 
PORQUE 
 
II- A carga hidráulica requisitada para a bomba (altura manométrica total) depende apenas da vazão 
volumétrica do escoamento. 
 
Assinale a alternativa CORRETA: 
A asserção I é uma proposição verdadeira e a asserção II é uma proposição falsa. 
As asserções I e II são proposições verdadeiras e a asserção II é uma justificativa correta da asserção I. 
As asserções I e II são proposições falsas e a asserção II não é uma justificativa correta da asserção I. 
A asserção I é uma proposição falsa e a asserção II é uma proposição verdadeira. 
 
 
Sua resposta está correta 
12- De acordo com o Teorema de Bernoulli, ao longo de qualquer linha de corrente, a soma das alturas 
cinética, piezométrica (carga de pressão) e geométrica (carga potencial ou de elevação) é constante. 
Tomando esse teorema como referência, classifique V para as verdadeiras e F para as falsas: 
 
( ) Uma parcela de carga piezométrica do fluido se converte em carga cinética, aumentando a velocidade no 
ponto 2. 
( ) A carga geométrica no ponto 1 é maior que a carga geométrica no ponto 2. 
( ) A vazão do escoamento no ponto 1 é maior do que no ponto 2. 
 
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA: 
 
V - V - F. 
V - F - F. 
F - V - V. 
F - F - V. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Sua resposta está incorreta 
13- No escoamento de líquidos pode ocorrer a redução da pressão local na linha de sucção ou dentro da 
bomba centrífuga. Se a pressão na sucção reduzir a um valor abaixo da pressão de vapor (saturação) do 
líquido na dada temperatura, o líquido ferve e forma as bolhas de cavitação nestes locais. Estas bolhas 
sofrem colapso (implosão) quando atingem regiões de pressões maiores dentro da bomba, o que prejudica 
a operação do sistema e danifica a bomba. Com relação aos parâmetros hidráulicos utilizados nos cálculos 
que envolvem o fenômeno de cavitação do líquido, assinale a alternativa CORRETA: 
 
Para não ocorrer a cavitação do líquido, o valor do NPSH requerido da bomba deve ser maior do que o 
valor do NPSH disponível do sistema. 
O NPSH disponível é a carga hidráulica líquida relacionada apenas à potência da bomba centrífuga. 
O NPSH requerido é um parâmetro hidráulico relacionado apenas à carga hidráulica líquida de sucção do 
sistema de escoamento. 
Para garantir que a cavitação do líquido não ocorra, é necessário garantir que a pressão local dentro da 
bomba permaneça acima da pressão de vapor do líquido na sua temperatura. 
 
 
Sua resposta está correta 
14- Vários tipos de dispositivos podem ser aplicados para medição de velocidade e vazão do escoamento 
de um fluido de acordo com a necessidade específica. Com base nos conceitos aplicados à medição de 
vazão, assinale a alternativa INCORRETA: 
 
Nas operações industriais, é muito importante efetuar a medição e o controle da quantidade de fluxo de 
líquidos, gases e até sólidos granulados. 
Geralmente, a vazão é definida como a quantidade volumétrica ou mássica de um fluido que escoa através 
de uma seção de tubulação ou canal por unidade de tempo. 
Estão disponíveis no mercado diversas tecnologias de medição de vazão cada uma com sua aplicação 
adequada conforme os requisitos impostos pelo processo. 
Os rotâmetros ou medidores de flutuação são classificados como medidores de vazão de área constante e 
podem ser instalados na posição horizontal e vertical, sem afetar a leitura direta da vazão pelo flutuador. 
 
Sua resposta está correta 
15- No escoamento de líquidos pode ocorrer a redução da pressão local na linha de sucção ou dentro da 
bomba centrífuga. Se a pressão na sucção reduzir a um valor abaixo da pressão de vapor (saturação) do 
líquido na dada temperatura, o líquido ferve e forma as bolhas de cavitação nestes locais. Estas bolhas 
sofrem colapso (implosão) quando atingem regiões de pressões maiores dentro da bomba, o que prejudica 
a operação do sistema e danifica a bomba. Com objetivo de evitar o fenômeno da cavitação do fluido, um 
engenheiro propõe algumas ações. Sobre essas ações, analise as sentenças a seguir: 
 
I- O líquido deve sempre escoar na menor temperatura possível, pois quanto maior a temperatura, maior a 
pressão de vapor (saturação) e maior a chance do líquido evaporar e cavitar. 
II- Se o sistema possui uma altura de sucção negativa (reservatório de sucção está abaixo do nível da 
bomba), esta altura de sucção deve ser a maior possível para reduzir a possibilidade de ocorrer cavitação. 
III- Para evitar a cavitação, o comprimento da tubulação na sucção deve ser o menor possível. 
 
Assinale a alternativa CORRETA: 
Somente a sentença II está correta. 
Somente a sentença I está correta. 
As sentenças I e III estão corretas. 
As sentenças II e III estão corretas. 
 
 
 
 
 
 
Sua resposta está correta 
16- A força de flutuação ou empuxo, que também é conhecida como Princípio de Arquimedes, é a força 
exercida por um fluido sobre um objeto submerso ou flutuante, apresentando direção vertical e sentido para 
cima. Com base neste conceito, assinale a alternativa CORRETA: 
 
Um navio tem maior flutuação quando navega pela água doce de um rio do que quando navega pela água 
salgada do mar. 
Um cubo de gelo flutua na água líquida porque sua massa específica é maior do que a massa específica da 
água líquida. 
Quando a massa específica de um corpo é igual à massa específica do fluido, o corpo permanece 
totalmente imerso em repouso em qualquer ponto do fluido. 
A densidade relativa de um corpo não influencia a sua capacidade de flutuação. 
 
 
Sua resposta está correta 
17- No escoamento de líquidos pode ocorrer a redução da pressão local na linha de sucção ou dentro da 
bomba centrífuga. Se a pressão na sucção reduzir a um valor abaixo da pressão de vapor (saturação) do 
líquido na dada temperatura, o líquido ferve e forma as bolhas de cavitação nestes locais. Estas bolhas 
sofrem colapso (implosão) quando atingem regiões de pressões maiores dentro da bomba, o que prejudica 
a operação do sistema e danifica a bomba. Com relação aos parâmetros hidráulicos utilizados nos cálculos 
que envolvem o fenômeno de cavitação do líquido, assinale a alternativa INCORRETA: 
 
O NPSH disponível é a carga hidráulica líquida positiva de sucção do sistema de escoamento. 
O NPSH requerido é um parâmetro hidráulico de desempenho da bomba fornecido pelo fabricante. 
Para não ocorrer a cavitação do líquido, o valor do NPSH requerido pela bomba deve ser maior do que o 
valor do NPSH disponível pelo sistema. 
Para garantir que a cavitação do líquido não ocorra, é necessário garantir que a pressão local dentro da 
bomba permaneça acima da pressão de vapor do líquido na sua temperatura. 
 
 
Sua resposta está correta 
18- A força de flutuação ou empuxo, que também é conhecida como Princípio de Arquimedes, é a força 
exercida por um fluido sobre um objeto submerso ou flutuante, apresentando direção verticale sentido para 
cima. Com base neste conceito, assinale a alternativa CORRETA: 
 
Se um corpo tem a massa específica menor do que a massa específica do fluido, o corpo flutuará. 
Se um corpo tem a massa específica menor do que a massa específica do fluido, o corpo afundará. 
Se um corpo tem a massa específica maior do que a massa específica do fluido, o corpo flutuará. 
Se um corpo tem a massa específica maior do que a massa específica do fluido, o corpo ficará suspenso 
(neutralmente flutuante). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Sua resposta está correta 
19- A reologia estuda o comportamento de fluidos com base na taxa de deformação ou taxa de 
cisalhamento causada por uma tensão de cisalhamento aplicada. Com base no comportamento reológico 
de fluidos Newtonianos e não Newtonianos, indicado nos gráficos, de acordo com a classificação do fluido, 
associe os itens, utilizando o código a seguir: 
 
III - I - II. 
II - I - III. 
I - II - III. 
III - II - I. 
 
 
 
 
 
Sua resposta está correta 
20- O cálculo da vazão volumétrica do escoamento é um dos parâmetros hidráulicos necessários para o 
correto dimensionamento e seleção de uma bomba hidráulica. Considere que o óleo escoa por uma 
tubulação horizontal de diâmetro constante, conforme ilustra a figura anexa. Devido à alta viscosidade do 
óleo, o escoamento é laminar. Nas condições propostas, calcule a vazão do escoamento do óleo, em "m³/h" 
para um regime laminar (Re = 2100) e assinale a alternativa CORRETA: 
 
Q = 9,652 m³/h. 
Q = 4,212 m³/h. 
Q = 10,025 m³/h. 
Q = 8,314 m³/h.