4ª Lista de exercícios

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LISTA DE EXERCÍCIOS 4 – Fenômenos de transporte
1. A água escoa de uma mangueira ligada a uma tubulação à pressão manométrica de 400 kPa. Uma criança coloca o polegar para cobrir a maior parte da saída da mangueira, fazendo com que surja um fino jato de água à alta velocidade. Se a mangueira for mantida para cima, qual é a altura máxima que pode ser atingida pelo jato?
(Resposta: 40,8m)
2. Um tanque grande aberto para a atmosfera é preenchido com água até uma altura de 5 m da saída da torneira. Uma torneira próxima à parte inferior do tanque é aberta, e a água escoa para fora da torneira de maneira suave. Determine a velocidade da água na saída. (Resposta: 9,9 m/s)
3. Um piezômetro e um tubo pitot são colocados em tubo de água horizontal, para medir as pressões estáticas e de estagnação, (estática + dinâmica). Para as alturas de coluna indicadas, determine a velocidade no centro do tubo. (Resposta: V=1,53 m/s)
4. Água escoa em regime permanente através do tubo de Venturi mostrado na figura abaixo. Considere no trecho mostrado que as perdas são desprezíveis. A área da seção (1) é 20cm² e a da seção (2) é 10cm². Um manômetro de mercúrio é instalado entre as seções (1) e (2) e indica o desnível mostrado. Determine a vazão de água que escoa pelo tubo. (R. 5,7 L/S)
X
5. Determinar a velocidade do jato do líquido no orifício do tanque de grandes dimensões da figura. Considerar fluido ideal. 
6. Um tubo de Pitot é preso num barco que se desloca com 45 km/h. qual será a altura h alcançada pela água no ramo vertical. (R. 7,9 m)
7. Quais são as vazões de óleo em massa e em peso no tubo convergente da figura, para elevar uma coluna de 20 cm de óleo no ponto (0)? Dado peso específico do óleo 8000 N/m³. (R. 2,1 kg/s e 20 N/s)
8. Dado o dispositivo da figura, calcular a vazão do escoamento da água no conduto. Desprezar as perdas e considerar o diagrama de velocidades uniforme.
Dados: γm = 6 X 104 N/m³; p2 = 20 kPa; A = 10-2 m²; g = 9,81m/s². (R. 38 L/S)
9. A figura mostra o escoamento de água na qual a tubulação apresenta uma redução de seção. Na seção (1) o diâmetro D1=8cm e a velocidade V1=5m/s. Na seção (2) o diâmetro D2=5cm e a pressão é igual a p2=patm=101,32kPa. Nestas condições do escoamento o manômetro de coluna de mercúrio apresenta uma altura de h=58cm.
( a ) Aplicando as relações de manometria determine a pressão relativa na seção (1). (Resposta:71,7kpa)
( b ) Aplicando a Eq. de Energia determine a perda de carga entre (1) e (2) (Resposta: 0,23 mca)
2) No sistema mostrado escoa água em regime permanente de A para B. Na saída (ponto B) a pressão é igual a pressão atmosférica (101,32 kPa). Determinar (em A) qual a pressão relativa e pressão absoluta para que o fluido escoe com uma vazão 12 litros/segundo. A perda de carga do sistema é igual a 12 metros de coluna de fluido (hL=12m). A diferença de altura entre o nível do fluido no reservatório e a saída do fluido na tubulação é igual a 15m. O diâmetro da tubulação é igual a 50mm. Considere que a área A é muito maior que a área de B. (Resposta: Prel.=283,6 kpa, Pabs= 385,7 kpa)
3) Água flui de um reservatório através de uma tubulação com 750mm de diâmetro para uma unidade geradora (turbina) e sai para um rio que localizado a 30 metros abaixo da superfície do reservatório. A vazão e igual a 2,0 m3/s. A perda de carga da tubulação e acessórios e igual a 27,29m. Determine a potência da máquina considerando um rendimento global de 88%. Obs: A2>>A1, massa especifica da água 1000 kg/m3 (Resposta: Pbomba= 63,9 kN)