Revisar envio do teste_ ATIVIDADE 4 (A4) Fenômenos de Transporte

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Revisar envio do teste: ATIVIDADE 4 (A4) 
Usuário MOACIR DOMINGOS DA SILVA JUNIOR
Curso GRA0741 FENÔMENOS DE TRANSPORTE GR1128202 - 202020.ead-
11308.01
Teste ATIVIDADE 4 (A4)
Iniciado 29/09/20 19:51
Enviado 02/10/20 20:10
Status Completada
Resultado da
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Pergunta 1
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Leia o excerto a seguir.
 
“A velocidade necessária no modelo também pode ser reduzida se a escala de
comprimento não for pequena, ou seja, se o modelo for relativamente grande. A seção
de teste para grandes modelos também é grande e isso provoca o aumento dos custos
do túnel de vento”.
 
MUNSON, B. R.; YOUNG, D. F.; OKIISHI, T. H. Fundamentos da Mecânica dos
Fluidos . São Paulo: Edgard Blucher, 2004. p. 377.
 
 
Considerando o exposto, sobre os parâmetros utilizados em modelos para estudos de
escoamentos, analise as afirmativas a seguir.
 
I. É possível utilizar o modelo para estudar as características de escoamentos de
corpos totalmente imersos em fluidos. 
II. Nesses estudos, é necessário manter a semelhança geométrica entre o protótipo e o
modelo. 
III. Um dos critérios utilizados é o número de Reynolds, o qual deve ser igual no modelo
e no protótipo. 
IV. O número de Weber é importante para escoamentos em torno de corpos imersos. 
 
Está correto o que se afirma em:
I, II e III, apenas.
I, II e III, apenas.
Resposta correta. A alternativa está correta, pois o estudo adimensional e
a teoria da semelhança podem fornecer dados para estudarmos as
características de escoamentos em torno de corpos totalmente imersos
em um fluido. Nesse tipo de estudo, é necessário mantermos a
semelhança geométrica e a do número de Reynolds. O número de Weber
pode ser desprezado, porque, nesse tipo de escoamento, os efeitos da
tensão superficial, os quais fazem parte do cálculo do número de Weber,
não são importantes.
Pergunta 2
A figura a seguir ilustra que existe uma enorme distância entre a equação de Euler (que
admite o deslizamento nas paredes) e a equação de Navier-Stokes (que mantém a
condição de não escorregamento). Na parte “(a)” da figura, mostra-se essa distância e,
na parte “(b)”, a camada limite é mostrada como a ponte que veio preencher a referida
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distância. 
 
 
Fonte: Çengel e Cimbala (2007, p. 445). 
 
A respeito da teoria da camada limite e dessa ilustração, analise as afirmativas a seguir
e assinale V para a(s) Verdadeira(s) e F para a(s) Falsa(s). 
 
I. ( ) A teoria da camada limite preenche o espaço entre a equação de Euler e a
equação de Navier-Stokes. 
II. ( ) As regiões denominadas escoamento sem viscosidade possuem número de
Reynolds muito alto.
III. ( ) Essa ilustração compara a equação de Euler e a equação de Navier-Stokes a
duas montanhas. 
IV. ( ) A teoria da camada limite é comparada a uma ponte que diminui o espaço entre
as duas equações citadas. 
 
Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta. 
V, V, V, V.
V, V, V, V.
Resposta correta. A alternativa está correta. A figura faz uma analogia
entre a distância existente entre as equações de Euler e de Navier-Stokes,
que foram encurtadas, como se fosse construída uma ponte entre essas
montanhas. Um alto número de Reynolds mostra que um escoamento é
turbulento, ou seja, as forças viscosas resultantes podem ser desprezadas
quando comparadas com as forças de inércia e de pressão. Nesse
sentido, enfatiza-se que a ilustração evidencia as equações de Euler e de
Navier-Stokes representadas por duas montanhas e a teoria da camada
limite como uma ponte encurtando a distância entre essas montanhas ou,
até mesmo, como sendo um caminho de aproximação entre elas.
Pergunta 3
Leia o excerto a seguir. 
 
“Apesar da ideia geral que está por trás dos critérios de semelhança ser clara (nós
simplesmente igualamos os termos ), não é sempre possível satisfazer todos os
critérios conhecidos. Se um ou mais critérios de semelhança não forem satisfeitos, por
exemplo, se , a equação não será verdadeira. Modelos em que
uma ou mais condições de similaridade não são satisfeitas se denominam modelos
distorcidos”. 
 
MUNSON, B. R.; YOUNG, D. F.; OKIISHI, T. H. Fundamentos da Mecânica dos
Fluidos . São Paulo: Edgard Blucher, 2004. p. 371-372.
 
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A partir do exposto, sobre modelos distorcidos, analise as asserções a seguir e a
relação proposta entre elas. 
 
I. Os modelos distorcidos são bastante utilizados. 
Pois:
II. É muito difícil atender a todos os critérios de semelhança, ainda mais para
escoamentos de rios e vertedouros.
 
A seguir, assinale a alternativa correta.
As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a II é uma
justificativa correta da I.
As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a II é uma
justificativa correta da I.
Resposta correta. A alternativa está correta, pois 
a asserção I é uma proposição verdadeira, visto que os modelos
distorcidos são bastante utilizados no estudo de escoamentos. A asserção
II também é uma proposição verdadeira e justifica a I, pois, por meio do
estudo de um escoamento distorcido, podemos obter dados para projetar
o escoamento real. Podemos, ainda, ter números de Reynolds e de
Froude em escalas, assim como acontece com as escalas geométricas.
Esses números são usados para simular situações extremas, como
terremotos e furacões.
Pergunta 4
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Uma canoa de alumínio se move horizontalmente ao longo da superfície de um lago a
uma velocidade constante de 10 km/h. A temperatura da água do lago é de 20 ºC,
especificamente naquela época do ano. O fundo da canoa tem 5 m de comprimento e é
plano. A lagoa não apresenta ondas e a água somente é agitada pelos remos da canoa.
Sabe-se que a viscosidade cinemática é igual a 1,407 x 10 -5 
m/s, todavia, deseja-se saber se a camada limite no fundo da canoa possui um
escoamento laminar ou turbulento devido a qual número de Reynolds?
Turbulento, devido a um alto número de Reynolds.
Turbulento, devido a um alto número de Reynolds.
Resposta correta. A alternativa está correta, pois, primeiramente,
adequamos as unidades. Logo, a velocidade de 10 km/h será igual a uma
velocidade de = 2,78 m/s. Agora, calcularemos o número de
Reynolds, que será dado por Re = = = 987.917,56. Dessa
forma, o escoamento será turbulento na camada limite.
Pergunta 5
É preciso prever o arrasto aerodinâmico de um automóvel esportivo. Essa previsão
deve ser feita a 50 km/h com temperatura de 25ºC. Assim, engenheiros automotivos
desenvolveram um túnel de vento para testar um protótipo modelado em uma escala 1 :
4, conforme a figura a seguir. Esse túnel de vento está localizado em um prédio sem
aquecimento. A temperatura do ar nesse túnel é de 5ºC. 
 
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Fonte: Çengel e Cimbala (2007, p. 240). 
 
 
Sabe-se que o modelo é geometricamente similar ao protótipo. Além disso, é similar ao
ar em relação à pressão atmosférica e a temperatura é igual a 25 ºC. Com isso, temos 
 = 1,1849 kg/m 3 e = 1,89 x 10-5 kg/m.s. Equivalentemente, temos uma
temperatura T = 5 ºC, = 1,269 kg/m 3 e = 1,754 x 10 -5kg/m.s. Nesse sentido, a
velocidade do vento que os engenheiros devem colocar no túnel para atingir a
similaridade entre o modelo e o protótipo deverá ser um número entre:
101 e 200 km/h.
101 e 200 km/h.
Resposta correta. A alternativa está correta, pois existe somente uma
função independente, ou seja, a equação da similaridade será válida se 
 = , em que devemos utilizar o número de Reynolds para
obtermos a similaridade. Então, temos que = Re m 
= = = Re p 
= . Assim, podemos resolver essa equação isolando a velocidade
desconhecida no túnel de vento para os testesdo modelo, V m. Desse
modo, a equação será igual a V m = V p = 50 x 
 x x 4 = 177,02 km/h.
Pergunta 6
Leia o excerto a seguir.
 
“Os escoamentos em canais, rios, vertedouros e aqueles em torno de cascos de navios
são bons exemplos de escoamentos em uma superfície livre. As forças gravitacional e
de inércia são importantes nessa classe de problemas. Assim, o número de Froude se
torna um parâmetro importante de semelhança”.
 
MUNSON, B. R.; YOUNG, D. F.; OKIISHI, T. H. Fundamentos da Mecânica dos
Fluidos . São Paulo: Edgard Blucher, 2004. p. 379.
 
A respeito dos escoamentos em superfícies livre, analise as afirmativas a seguir e
assinale V para a(s) Verdadeira(s) e F para a(s) Falsa(s). 
 
I. ( ) As variáveis geométricas são importantes nesse tipo de escoamento. 
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II. ( ) O número de Reynolds é importante nesse tipo de escoamento. 
III. ( ) O modelo e o protótipo operam no mesmo campo gravitacional. 
IV. ( ) A escala de velocidade é o quadrado da escala de comprimento nesse tipo de
estudo. 
 
Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta.
V, V, V, F. 
 
V, V, V, F.
 
Resposta correta. A alternativa está correta. As variáveis geométricas são
importantes em todos os tipos de escoamento, assim como o número de
Reynolds. O modelo e o protótipo apresentam o mesmo campo
gravitacional, logo, podemos desprezar esse fator. Já a escala de
velocidade é determinada pela raiz quadrada da escala do comprimento.
Pergunta 7
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É preciso estudar o escoamento de água em uma válvula que alimenta uma tubulação.
A válvula possui diâmetro de 305 mm. A vazão na válvula é de 1,7 m 3 /s e o fluido
utilizado no modelo também é água na mesma temperatura da que escoa no protótipo.
A semelhança entre o modelo e o protótipo é completa e o diâmetro da seção de
alimentação no modelo é igual a 38,10 mm. Nesse sentido, a vazão de água no modelo
é um número entre:
0,21 e 0,30 m 3/s.
0,21 e 0,30 m3/s.
Resposta correta. A alternativa está correta, pois, para garantir a
semelhança entre o modelo e o protótipo, o número de Reynolds deve
obedecer à relação Re m 
= Re, ou seja, = . Como os fluidos utilizados no protótipo e no
modelo são os mesmos, temos que = . A vazão na válvula é dada
pela fórmula Q = V . A. Então, = = = . Portanto:
Q m 
= x 1,7 = 0,212 m 3/s.
Pergunta 8
Leia o excerto a seguir.
 
“Em face da revolução da tecnologia da informação nas últimas décadas, um forte
aumento da produtividade industrial trouxe uma melhoria na qualidade de vida ao redor
do mundo. Muitas descobertas importantes na tecnologia da informação vêm sendo
viabilizadas por avanços na engenharia térmica que garantiam o controle preciso de
temperatura em sistemas abrangendo desde tamanhos de nanoescala, em circuitos
integrados, até grandes centrais de dados repletas de equipamentos que dissipam
calor”.
BERGMAN, T. L.; LAVINE, A. S. Fundamentos de Transferência de Calor e de
Massa . 8. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2019. p. 24.
 
Considerando o exposto, sobre energia térmica, analise as afirmativas a seguir.
 
I. Melhorias em circuitos impressos permitem que eles se tornem menores, mesmo
dissipando mais energia térmica. 
II. Nós já atingimos o máximo da capacidade de processamento de um microchip por
causa da capacidade térmica de dissipação de calor.
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III. Grandes equipamentos computacionais precisam de salas refrigeradas para garantir
uma boa dissipação térmica. 
IV. A incorreta dissipação térmica de um componente pode levar à sua queima quando
em funcionamento. 
 
Está correto o que se afirma em:
I, III e IV, apenas.
I, III e IV, apenas.
Resposta correta. A alternativa está correta, pois avanços na engenharia
térmica permitiram melhorias em circuitos impressos, ou seja, eles são
mais potentes, mesmo dissipando mais energia térmica. Ainda não
atingimos o máximo da capacidade de processamento de um microchip.
Isso sempre é possível se aumentar a capacidade de processamento.
Assim, essa barreira ainda está longe de ser alcançada. Grandes
computadores precisam de salas refrigeradas para garantir uma
dissipação térmica eficiente. Se um equipamento não dissipar sua energia
térmica de uma maneira eficiente, a sua temperatura interna irá aumentar
e esse fato pode provocar a queima do equipamento.
Pergunta 9
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Leia o excerto a seguir.
 
“A transferência de calor por convecção pode ser classificada de acordo com a natureza
do escoamento do fluido em convecção forçada: quando o escoamento é causado por
meios externos e convecção natural e quando o escoamento é originado a partir de
diferenças de massas específicas causadas por variações de temperatura no fluido”. 
BERGMAN, T. L.; LAVINE, A. S. Fundamentos de Transferência de Calor e de
Massa . 8. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2019. p. 5.
 
Considerando o exposto, sobre transferência de calor por convecção, analise as
afirmativas a seguir.
 
I. O escoamento de ar feito por um ventilador é um exemplo de convecção forçada. 
II. A água aquecendo no fogo é um exemplo de convecção natural. 
III. Os ventos que fazem um gerador eólico produzir energia são exemplos de
convecção natural. 
IV. A neve caindo em um dia de muito frio é um exemplo de convecção natural. 
 
Está correto o que se afirma em:
I, III e IV, apenas.
I, III e IV, apenas.
Resposta correta. A alternativa está correta, pois processos envolvendo
convecção forçada têm equipamentos envolvidos, como ventiladores e
bombas. O fogo faz com que a convecção seja forçada. Assim, se a água
se aquecesse, devido a uma temperatura ambiente, o processo seria
natural. Os ventos são exemplos de convecção natural, assim como a
formação da neve em função de baixas temperaturas.
Pergunta 10
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.
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Sexta-feira, 2 de Outubro de 2020 20h10min40s BRT
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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.
As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a II é uma
justificativa correta da I.
As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a II é uma
justificativa correta da I.
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.