Lista 04 Mecânica dos fluidos

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CENTRO UNIVERSITÁRIO MAURICIO DE NASSAU
CURSO DE GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA CIVIL
DISCIPLINA MECÂNICA DOS FLUIDOS
LISTA
1 A água escoa em regime permanente no tubo de Venturi. No trecho considerado, supõem-se perdas por atrito desprezíveis e as propriedades uniformes ao longo das seções. A área (1) é 20 cm², enquanto a da garganta (2) é 10 cm². Um manômetro cujo fluido manométrico é mercúrio é ligado às seções (1) e (2) e indica o desnível mostrado na figura. Calcule a vazão de água que escoa pelo tubo de Venturi. ( N/m³; N/m³)
2 Para o sistema mostrado na figura, determine a altura h de água para que a seção de 150 mm de diâmetro tenha uma pressão de 40 kPa. Considere o reservatório com nível fixo. As extremidades estão abertas à atmosfera.
3 Para o sistema da questão anterior, determinar a altura h de água para que a seção de 150 mm de diâmetro tenha uma pressão de 30 kPa, sabendo que a perda de carga total é de 2 m e a perda de carga entre um ponto médio da tubulação de 150 mm e a saída livre é 0,8 m.
4 O reservatório de grandes dimensões da figura fornece água para o tanque indicado com uma vazão de 10 L/s. Verificar se a máquina instalada é bomba ou turbina, calcular a energia que a máquina retira ou transfere e determinar sua potência, se o rendimento é 75%. As áreas dos tubos valem 10 cm². 
5 Na instalação da figura, a água é descarregada à atmosfera com velocidade de 5 m/s por um tubo de área de 10 cm². Determinar a perda de carga entre (1) e (2). A máquina é uma bomba de potência 5 kW e rendimento de 80%.
6 Considere um sistema de bombeamento como o da figura, no qual uma bomba com rendimento de 75% recalca uma vazão de 15 L/s de água do reservatório de montante, com nível d’água na cota 150 m, para ao reservatório de jusante, com nível d’água na cota 200 m. As perda de carga totais na tubulação de montante (sucção) e de jusante (recalque) são, respectivamente, = 0,56 m e = 17,92 m. O diâmetro da tubulação de sucção é 0,15 m e o diâmetro da tubulação de recalque é 0,10 m. O eixo da bomba está na cota geométrica 151,50 m. Determine:
a) as cotas da linha de energia nas seções de entrada e saída da bomba
b) as cargas de pressão disponíveis na entrada e saída da bomba
c) a altura manométrica e a potência fornecida pela bomba
7 Bombeiam-se 0,15 m³/s de água através de uma tubulação de 0,25 m de diâmetro de um reservatório aberto cujo nível d’água mantido constante está na cota 567 m. A tubulação passa por um ponto alto na cota 587 m. Calcule a potência necessária à bomba, com rendimento de 75%, para manter no ponto alto da tubulação uma pressão disponível de 150 kN/m², sabendo que entre o reservatório e o ponto alto a perda de carga é igual a 7,5 m.
8 Entre os dois reservatórios mantidos em níveis constantes, encontra-se uma máquina hidráulica instalada em uma tubulação circular com área igual a 0,01 m². Para uma vazão 20 L/s entre os reservatórios, um manômetro colocado na seção B indica uma pressão de 70,0 kN/m² e a perda de carga entre as seções D e C é igual a 7,5 m. Determine o sentido do escoamento, a perda de carga entre as seções A e B, as cotas piezométricas em B e C, o tipo de máquina (bomba ou turbina) e a potência da máquina se o rendimento é de 80%.
9 A vazão de água recalcada por uma bomba é de 4500 L/min. Seu conduto de sucção tem diâmetro de 0,30 m e possui um manômetro diferencial, como na figura. Seu conduto de saída tem diâmetro de 0,20 m e sobre seu eixo, situado 1,22 m acima do precedente, um manômetro indica uma pressão de 70 kPa. Supondo o rendimento da bomba igual a 80%, qual a potência necessária para realizar este trabalho. Dado peso específico do mercúrio igual a 136.000 N/m³.
10 A Figura mostra o sistema de bombeamento de água do reservatório R1 para o reservatório R2 através de uma tubulação de diâmetro igual a 0,40 m, pela qual escoa uma vazão de 150 L/s. A perda de carga entre o reservatório R1 e a bomba B1 é 0,1 m e a perda de carga entre a bomba B2 e o reservatório R2 é de 7 m. A bomba B1 tem potência igual a 36,76 kW e rendimento de 80%. Desprezando a carga cinética na tubulação, determine:
a) a perda de carga entre as bombas para que a carga de pressão na entrada de B2 seja igual a 2 m
b) a potência da bomba B2, se o rendimento é de 80%, e a carga de pressão logo após a bomba. 
Respostas:
1 – 	Q = 5,796 L/s
2 – 	h = 4,05 m
3 – 	h = 4,23 m
4 – 	Hm = - 10 m (Turbina)
	Pot = 750 W
	
5 – 	 = 83,75 m
6 – 	a) HB = 149,44 m HC = 217,92 m
	b) PB/Υ = - 2,1 m PC/Υ = 66,23 m
	c) Hm = 68,48 m Pot = 13.696 W
7 – 	Hm = 42,97 m Pot = 85.940 W
8 – 	Sentido A D
	 = 2,8 m
	 = 7 m
	 = 9,3 m
	Bomba, pois energia no recalque é maior que na sucção
	Pot = 575 W
9 – 	Pot = 10.462 W
10 – 	a) = 2,5 m
	b) Pot2 = 22.500 W