APS 2 - Fenômenos de transportes

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Objetivo da atividade: 
Conceber, projetar e analisar processos físicos; 
Planejar, elaborar e coordenar experimentos físicos relacionados à engenharia; 
Identificar, formular e resolver problemas físicos voltados para a engenharia; 
Desenvolver e/ou utilizar ferramentas e técnicas; 
Comunicar-se eficientemente nas formas escrita, oral e gráfica; 
 
Competências envolvidas: 
Reconhecer características ou propriedades de fenômenos da mecânica dos fluidos e termodinâmica, 
relacionando-os a seus usos em diferentes contextos. 
Confrontar interpretações científicas com interpretações baseadas no senso comum, ao longo do tempo 
ou em diferentes culturas. 
Relacionar informações para compreender a instalação ou utilização de equipamentos, ou sistemas 
tecnológicos de uso comum. 
Relacionar informações apresentadas em diferentes formas de linguagem e representação usadas nas 
ciências físicas, químicas ou biológicas, como texto discursivo, gráficos, tabelas, relações matemáticas ou 
linguagem simbólica. 
Relacionar propriedades físicas, químicas ou biológicas de produtos, sistemas ou procedimentos 
tecnológicos às finalidades a que se destinam. 
Compreender fenômenos decorrentes da interação entre a radiação e a matéria em suas manifestações 
em processos naturais ou tecnológicos, ou em suas implicações biológicas, sociais, econômicas ou 
ambientais. 
Avaliar possibilidades de geração, uso ou transformação de energia em ambientes específicos, 
considerando implicações éticas, ambientais, sociais e/ou econômicas. 
 
Aulas de referência do caderno de estudos da disciplina: 
Aulas 9 a 16 
 
Enunciado: 
1 – Resolver a lista de exercícios. 
 
Orientações Gerais: 
- O aluno deve fazer a lista de exercícios e postar no AVA para a correção da atividade pelo professor. 
- O gabarito será disponibilizado a partir do dia 19/11/2020. 
 
 
 LISTA DE EXERCÍCIOS 
1 - Numa tubulação escoa nitrogênio (k = 2,4 ; R = 3.222 m2/s²K). Numa seção (1), p1 = 5. 103 N/ 
m2(abs) e T1 = 43 °C. Ao Longo da tubulação, a temperatura mantém-se constante. Qual é a massa 
específica do gás numa seção (2), em que p2 = 2,3. 103 N/m2(abs) ? 
 
2 - O peso de 3 dm³ de uma substância é 23,5 N. A viscosidade cinemática é 10−5 𝑚²/𝑠 . Se 
g=10m/s², qual será a viscosidade dinâmica nos sistemas MK*S, CGS e SI e em N.min/km² ? 
 
CENTRO UNIVERSITÁRIO UNIREDENTOR 
GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA CIVIL - EAD 
Aluno(a): Matrícula: 
Professor: GABRIEL PEREIRA GONÇALVES Disciplina: FENÔMENO DE TRANSPORTE 
Atividade: APS 2 Valor: 2,0 pontos Postagem: 18/11/2020 
3 - Um fluido escoa sobre uma placa com o diagrama dado. Pede-se: 
 
a) 𝑣 = 𝑓(𝑦) 
 
b) A tensão de cisalhamento junto à placa. 
 
 
 
4 - Para o manômetro mostrado abaixo, considere a água para o fluido A e mercúrio para 
o fluido B. Qual é a pressão 𝑝1? Dados: 𝛾𝐻𝑔 = 136.000 𝑁/𝑚³ ; 𝛾𝐻2𝑂 = 10.000 𝑁/𝑚³. 
 
 
 
 
 
 
5 - Mensurar a pressão de 3,5 atm nas outras unidades de pressão na escala efetiva e, 
sendo a pressão atmosférica local 740 mmHg, determinar a pressão absoluta em todas 
as unidades de pressão. 
 
 
6 - Um tanque fechado contém ar comprimido e um óleo que apresenta densidade 0,9. O 
fluido utilizado no manômetro em “U” conectado ao tanque é mercúrio (densidade 13,6). 
Se h1 = 914 mm, h2 = 152 mm e h3 = 229 mm, determine a leitura do manômetro 
localizado no topo do tanque. 
Ar 
Óleo h1 
h3 
 
h2 
7 - Na instalação da figura, a comporta quadrada AB, que pode girar em torno de A, está 
em equilíbrio devido à ação da força horizontal F. Sabendo que 𝛾𝑚 = 80.000 𝑁/𝑚³ e 𝛾 
= 
30.000 𝑁/𝑚³, determinar o valor da força F. 
 
 
 
 
 
 
8 - Um tanque retangular, como o da figura, tem 4,5m de comprimento, 1,2m de largura e 
1,5m de altura. Contém 0,6m de água e 0,6m de óleo. Calcular a força devida aos líquidos 
nas paredes laterais e no fundo. 
Dados: 𝛾1 = 8.500 𝑁/𝑚³ ; 𝛾2 = 10.000 𝑁/𝑚³ . 
 
 
 
 
 
 
 
 
9 - A comporta AB da figura tem 1,5m de largura e pode girar em torno de A. o tanque à 
esquerda contém água (𝛾 = 10.000 𝑁/𝑚³) e o da direita, óleo ( 𝛾 = 7.500 𝑁/𝑚³). Qual é 
a força necessária em B para manter a comporta vertical? 
 
 
 
 
10 - Os reservatórios da figura são cúbicos. São enchidos pelos tubos, respectivamente, 
em 100s e 500s. Determine a velocidade da água na seção (A), sabendo que o diâmetro 
do conduto nessa seção é 1 m. 
 
 
 
 
 
 
 
 
11 - O reservatório de grandes dimensões da figura fornece água para o tanque indicado 
com uma vazão de 10L/s. Verificar se a máquina instalada é bomba ou turbina e 
determinas sua potência, se o rendimento é 75%. Supor fluido ideal. 
 
Dados: 𝛾𝐻20 = 104 𝑛/𝑚³ ; 𝐴𝑡𝑢𝑏𝑜𝑠 = 10 𝑐𝑚² ; 𝑔 = 10 𝑚/𝑠² 
 
 
12 - Na instalação da figura, a vazão de água na máquina é 16 L/s e tem-se 𝐻𝑝1,2 = 
𝐻𝑝3,4 = 1𝑚. O manômetro na seção (2) indica 200 kPa e o da seção (3) indica 400kPa. 
Determinar: 
a) o sentido do escoamento; 
b) a perda de carga no trecho (2)-(3); 
c) o tipo de máquina e a potência que troca com o fluido em kW; 
d) a pressão do ar em (4) em Mpa. 
 
 
 
 
13 - Na instalação da figura, a máquina é uma bomba e o fluido é água. A bomba tem 
uma potência de 5 kW e seu rendimento é 80%. A água descarregada à atmosfera com 
uma velocidade de 5m pelo tubo cuja área da seção é 10 cm². Determinar a perda de 
carga do fluido entre (1) e (2) e a potência dissipada ao longo da tubulação. (𝛾𝐻20 = 104 
𝑛/𝑚³ ; 𝑔 = 10 𝑚/𝑠²) . 
 
 
 
 
14 - No convergente da figura escoar ar considerando gás perfeito. Sendo 𝐴1 = 0,1𝑚²; 𝐴2 
= 0,05𝑚²; 𝑝2 = 0,2𝑀𝑃𝑎 (𝑎𝑏𝑠); 𝑝1 = 1 𝑘𝑔/𝑚³ , determinar o calor trocado entre (1) e (2) por 
unidade de tempo (fluxo de calor) , sabendo que a vazão na seção (1) é 1m3/s e que o 
escoamento é isotérmico. Dizer se o calor é retirado ou fornecido. (Justifique). 
 
 
 
 
 
15 - Uma turbina a vapor consome 4.500 kg/h de vapor e recebe 736 kW. As 
velocidade de entrada e saída do vapor são, respectivamente, 60 m/s e 275 
m/s, e as entalpias, 2.160 kJ/kg e 
2.090 kJ/kg. Calcular a perda de calor através da carcaça em kW. 
 
16 - Na maquina da figura, são dados: 𝑣1 = 4 𝑚/𝑠; 𝐴1 = 0,52 𝑚²; 𝐴2 = 0,4 𝑚²; 𝑝1 
= 𝑝2 = 0,1 𝑀𝑃𝑎. O escoamento é isotérmico, a potência fornecida ao fluido 
compressível pela máquina é 10 kW e o fluxo de calor perdido para o exterior é 0,98 
kW. Qual é a vazão em massa através da máquina?