MECANICA DOS FLUIDOS

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MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO 
UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE 
ESCOLA DE CIÊNCIAS E TECNOLOGIA 
ECT 2413 – MECÂNICA DOS FLUIDOS (PLSE 2020.5) 
Profs. Antônio Paulino de Araújo Neto, Camila Pacelly 
Brandão de Araújo e Douglas do Nascimento Silva 
 
SÉTIMO QUESTIONÁRIO PARA O SEMESTRE REMOTO 2020.5 
Instruções iniciais: Este arquivo em PDF lista todas as questões do 
questionário, podendo ser utilizados para aprofundar os conhecimentos na 
disciplina. Além disso, cada estudante deverá acessar o questionário no SIGAA 
diretamente para responder 8 questões que serão definidas aleatoriamente pelo 
sistema. Cada estudante poderá realizar três tentativas. Na primeira tentativa, o 
estudante deve identificar as questões que deverá responder e assinalar 
qualquer resposta apenas para fixar as questões que deverá responder (caso 
este procedimento não seja realizado, o SIGAA sorteará um novo conjunto na 
tentativa seguinte). Nas duas tentativas seguintes o estudante deve assinalar as 
respostas que considere correto, podendo realizar apenas uma tentativa, 
inclusive. O SIGAA selecionará o resultado da melhor tentativa e esta nota 
corresponde a 20% da nota final da segunda Unidade. As possíveis respostas 
estarão disponíveis quando do acesso ao questionário no SIGAA. 
Prazo para respostas no SIGAA: Até o dia da prova. 
 
Questão 1 do Questionário em PDF – Considere o escoamento de água 
mostrado na figura abaixo. Os diâmetros internos dos componentes do sistema 
são iguais a 75 mm, a rugosidade relativa (e/D) dos tubos é 0,0002 e o 
coeficiente de perda de carga localizada na seção de descarga é K = 0,4. Nestas 
condições, determine a altura da coluna d'água no tubo piezométrico, h. 
 
 
Questão 2 do Questionário em PDF – A mangueira mostrada na figura abaixo 
(diâmetro = 11,5 mm) suporta, sem romper, uma pressão de 2100 KPa. 
Determine o comprimento máximo permitido, L, sabendo que o fator de atrito é 
igual a 0,012 quando a vazão é 1,75x10-4 m3/s. Despreze as perdas de carga 
localizadas. 
 
 
 
Questão 3 do Questionário em PDF – Um reservatório apresenta uma reserva 
de água com 36 metros de altura em relação ao solo. Água é retirada deste 
reservatório e despejada a 4 metros de altura em relação ao nível do solo. Para 
isto é usada uma tubulação de ferro fundido com diâmetro de 12 cm e 
comprimento total de 240 metros. As perdas localizadas nesta tubulação 
consistem de quatro cotovelos (joelhos ou curvas de 90º) e uma válvula globo. 
Calcule a vazão que pode ser fornecida por este sistema nesta configuração. 
 
Questão 4 do Questionário em PDF – Um engenheiro de minas planeja fazer 
mineração hidráulica com um jato de água de alta velocidade. Um lago, à 
pressão atmosférica, está localizado a H = 600 metros acima do local da mina. 
A água será fornecida através de 1200 metros de uma mangueira de incêndio 
com diâmetro interno de 135 mm e rugosidade relativa e/d = 0,003. 180 engates 
(Le/D = 20) estão localizados na mangueira. O diâmetro de saída do bocal é d = 
15 mm. O coeficiente de perda localizada da saída é K = 0,05 baseado na 
velocidade de saída. Estime a velocidade de saída máxima que o sistema pode 
fornecer. 
 
Questão 5 do Questionário em PDF – Uma tubulação de aço comercial é 
usada para ligar dois pontos. O ponto 1 está localizado a 1554 metros acima do 
nível do mar e à pressão atmosférica. O ponto 2 recebe água a 870 KPa e 
encontra-se a 1023 metros acima do nível do mar. O comprimento total da 
tubulação que liga os dois pontos é de 650 metros e a vazão é de 1,0 m3/s. 
Desconsidere as perdas de carga localizadas e determine o diâmetro desta 
tubulação. 
 
Questão 6 do Questionário em PDF – Uma nova instalação industrial requer 
uma vazão de água de 56 m3/s. A pressão manométrica na tubulação principal 
de água, localizada à 100 metros da fábrica, é de 400 KPa. A linha de suprimento 
dentro da fábrica apresenta comprimento de 160 metros (comprimento total de 
260 metros). A pressão manométrica requerida na fábrica é de 100 KPa. Que 
bitola (diâmetro) de tubo de ferro galvanizado deve ser instalada? 
 
Questão 7 do Questionário em PDF – Uma prensa hidráulica é acionada por 
uma bomba remota de alta pressão. A pressão manométrica na saída da bomba 
é de 30 MPa, enquanto a pressão requerida para a prensa é de 15 MPa 
(manométrica), a uma vazão de 0,085 m3/s. A prensa e a bomba são interligadas 
por meio de um tubo de ferro fundido com 140 metros de comprimento. O fluido 
é óleo SAE 5W a 40ºC e (ρ = 880 Kg/m3 e µ = 0,05 N.s/m2). Determine o diâmetro 
mínimo de tubo que pode ser utilizado. 
 
Questão 8 do Questionário em PDF – Uma tubulação deve conectar um 
tanque grande que contém água a uma pressão manométrica de 230 kPa, a 
outro tanque grande e exposto à atmosfera. O projeto básico da tubulação indica 
que o comprimento total dos tubos (construídos em aço comercial) necessário 
para a implementação do sistema é igual a 1150 m. Sabendo que a superfície 
livre da água no tanque aberto para a atmosfera está 56,0 m abaixo da superfície 
livre da água no tanque pressurizado, determine o diâmetro interno da tubulação 
necessário para que a vazão na tubulação seja igual a 0,075 m3/s. Admita que 
as perdas de carga localizadas são desprezíveis. 
 
Questão 9 do Questionário em PDF – A potência necessária para vencer o 
arrasto aerodinâmico de um veículo é 22500 W quando a velocidade é igual a 
90 km/h. Estime a potência necessária para que o veículo atinja 148 km/h. 
 
Questão 10 do Questionário em PDF – Um certo processo requer 0,125 m3/s 
de água a pressão de 350 KPa. Esta água deve ser retirada de um tanque que 
apresenta pressão constante e igual a 650 KPa. O comprimento da tubulação 
necessária é 115 metros e deve ser construída com tubos de ferro galvanizado. 
Admita que as diferenças de nível sejam desprezíveis e determine o diâmetro 
da tubulação. 
 
Questão 11 do Questionário em PDF – Um avião pequeno apresenta área de 
asa e peso iguais a 25,85 m2 e 25000 N. Sabendo que os coeficientes de arrasto 
e de sustentação valem 0,05 e 1,25, determine a potência necessária para que 
o avião voe nivelado. A densidade do ar é de 1,19 Kg/m3. 
 
Questão 12 do Questionário em PDF – Uma boia esférica de plástico 
(densidade = 306,8 Kg/m3) está ancorada no fundo de um rio dom modo indicado 
na figura ao lado. Sabendo que o raio da boia é de 0,8 m e que o coeficiente de 
arrasto da boia é igual a 0,4, estime a velocidade do rio. 
 
 
Questão 13 do Questionário em PDF – Uma bolinha de ping pong (diâmetro = 
26,5 mm e peso = 0,085 N) é solta do fundo de uma piscina. Considerando o 
arrasto (coeficiente de arrasto = 0,3) e o empuxo, e admitindo que a bola já tenha 
atingido a velocidade terminal constante, qual é a velocidade de subida da bola 
na piscina?