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Av Final-MecFlu-Turma4A-2020-2-ModeloB

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1 
 
 
 
 
 Avaliação Final - Modelo B 
 
( ) 1ª parcial ( ) 2ª parcial ( x ) Final ( ) Múltipla ( ) Exame Especial 
Disciplina: Mecânica dos fluidos Período/turma: 4A Turno: Noite 
Professor: Lino Rodrigues de Freitas 
Aluno: 
Valor da avaliação: 30 pontos Pontos obtidos: Data: 10/12/2020 
 
LEIA ATENTAMENTE AS INSTRUÇÕES 
 Na correção será adotado o devido rigor para os trabalhos científicos; 
 O aluno deve conferir se a prova foi devidamente postada e se o arquivo enviado 
corresponde à prova desta disciplina. 
 O prazo de resposta e entrega da avaliação é de 24 horas, a contar horário de início. 
 Não serão aceitas cópias integrais de resoluções de questões. 
 A entrega poderá ser feita pela plataforma EAD, e-mail, ou na portaria da Escola em 
envelope lacrado, com identificação do estudante, curso, turma, disciplina e 
professor. 
 Coloque o seu nome, número de matrícula e modelo de prova no início de sua folha 
de soluções da prova. NÃO SERÃO ACEITAS SOLUÇÕES NAS QUAIS NÃO 
CONSTA O NOME DO ALUNO. 
Boa avaliação a todos. 
FORMULÁRIO 
 
 
 
 
Variação de pressão com a profundidade: 
 
Força hidrostática que atua sobre uma placa retangular submersa: 
 
Unidades de pressão: 
1,0 atm = 101325 Pa = 760 mm Hg = 1,01325 bar 
1,0 Pa = 1,0 N/m2 = 105 bar 
 
Variação de pressão com a profundidade: 
 
Equação da continuidade (escoamento permanente): 
 
Tipos de es- Re < 2300: escoamento laminar 
coamento: 2300 < Re < 4000: escoamento de transicão ou 
 Re > 4000: escoamento turbulento 
 (DH: diâmetro hidráulico) 
 
Equação da energia (Bernoulli): H1 + HM = H2 + HP1,2 Perda de carga: HP1,2 = hf1,2 + hL1,2 
(Bomba HM = HB > 0; Turbina: HM = HT < 0) 
 
2 
 
Potência de uma máquina: N = .Q,HM Eficiência da máquina: 
 
 
Perda de carga distribuída Perda de carga 
(fórmula de Darcy-Weisbach): localizada: 
 
Fator de fricção 
(fórmula de Haaland): 
 
 
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 
 
QUESTÃO 1 (múltipla escolha) - valor: 3,0 pontos 
 
Considere um trecho entre os pontos (1) e (2) de um escoamento em regime permanente 
de um líquido incompressível em um tubo de corrente, sem troca de calor com o 
ambiente. 
 
Analise as seguintes afirmativas: 
 
I. A instalação de uma máquina - bomba ou turbina - entre os pontos (1) e (2), tem 
sempre como efeito uma perda de energia por unidade de peso do líquido neste 
trecho de escoamento. 
II. A perda de carga entre os pontos (1) e (2) representa a quantidade de energia por 
unidade de peso perdida pelo líquido entre esses pontos. 
III. A presença de uma máquina entre 2 pontos de escoamento pode acarretar 
variações de carga potencial, carga cinética ou carga de pressão do líquido que 
escoa entre tais pontos. 
IV. A carga manométrica de uma máquina representa a quantidade de energia por 
unidade de peso fornecida ou retirada do líquido que passa através de tal 
máquina. 
V. A quantidade de energia de um ponto fixo no interior deste líquido em escoamento 
corrente diminui ao longo do tempo. 
 
Pode-se afirmar que: 
 
A) ( ) Somente a afirmativa I é incorreta. 
B) ( ) São corretas as afirmativas II, III e IV. 
C) ( ) Somente a afirmativa IV é correta. 
D) ( ) Somente são corretas as afirmativas II e IV. 
E) ( ) Somente a afirmativa V é incorreta. 
 
Escreva a seguir a justificativa da sua resposta. 
 
 
 
 
 
3 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
QUESTÃO 2 (múltipla escolha) - valor: 3,0 pontos 
 
A figura abaixo ilustra o escoamento de água através de uma tubulação horizontal a uma 
vazão de 0,47 m3/s. Os diâmetros na entrada e na saída da tubulação valem D1 = 45 cm e 
D2 = 30 cm. Considerando que não há perda de carga nesse escoamento e que: 
água = 1000 kg/m3, g = 9,81 m/s2, 
 
 
 
 
 
 
 
Avalie as seguintes afirmativas: 
 
I. A velocidade de escoamento no ponto (2) vale cerca de 6,65 m/s. 
II. As pressões nos pontos (1) e (2) são idênticas, ou seja, P1 = P2. 
III. Entre os pontos (1) e (2) ocorre uma perda de pressão (P) igual a 17,74 kPa, 
aproximadamente. 
IV. A velocidade de escoamento no ponto (1) é igual a 2,96 m/s, aproximadamente. 
V. No trecho de escoamento 1-2 observa-se um aumento de pressão que vale cerca 
de 17,74 kPa. 
 
Pode-se afirmar que: 
 
A) ( ) São corretas as afirmativas I, II e IV. 
B) ( ) São corretas as afirmativas I, IV e V. 
C) ( ) Somente as afirmativas I e IV são corretas. 
D) ( ) Somente a afirmativa V é incorreta. 
E) ( ) São corretas as afirmativas I, III e IV. 
 
Escreva a seguir a justificativa da sua resposta. 
 
 
4 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
QUESTÃO 3 (questão aberta) - valor: 6,0 pontos 
 
Água escoa em uma tubulação constituída por 2 trechos, com diâmetros de 25 cm e 
20 cm, como mostra a figura abaixo. Considerando as dimensões indicadas na figura e 
sabendo que: 
 pressão no ponto A = 1,5 kgf/cm2; 
 velocidade de escoamento no trecho de maior diâmetro = 6,0 m/s; 
 não há perda de carga entre os pontos A e B; 
Pede-se calcular: 
a) a vazão de escoamento; 
b) a pressão no ponto B. 
Dados: água = 1000 kg/m3; g = 9,81 m/s2; 1,0 kgf = 9,81 N. 
Observação: a figura é ilustrativa e não está em escala. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
5 
 
 
 
SOLUÇÃO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
6 
 
 
 
QUESTÃO 4 (questão aberta) - valor: 6,0 pontos 
 
Um orifício lateral de um grande tanque descarrega água, tal como indicado na figura 
abaixo. A seção de descarga é circular, de 50 mm de diâmetro, sendo o jato d’água de 
igual dimensão. Mantendo-se constante o nível d'água no reservatório a uma altura 
h = 3,80 m acima do centro do jato, pede-se calcular: 
a) a vazão de descarga d’água; 
b) o Número de Reynolds na descarga. Nesse ponto, que tipo de escoamento 
prevalece, laminar ou turbulento? 
Dados: água = 1000 kg/m3; água = 1,0 x 10-6 m2/s; g = 9,81 m/s2. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
SOLUÇÃO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
7 
 
 
 
 
QUESTÃO 5 (questão aberta) - valor: 6,0 pontos 
 
A figura a seguir ilustra uma tubulação na qual há escoamento de água. Sabendo que: 
v1 = 0,5 m/s, v2 = 0,8 m/s, D1 = 7,5 cm; D2 = 5 cm; D3 = 12 cm e D4 = 10 cm, 
pede-se calcular: 
a) vazão e velocidade de escoamento na seção (3); 
b) velocidade de escoamento na seção (4); 
c) o Número de Reynolds na seção (4). Nesse ponto, o escoamento é laminar ou 
turbulento? 
Dados: água = 1,0 x 10-6 m2/s; g = 9,81 m/s2. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
SOLUÇÃO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
8 
 
Par
D = 50 mm
1
2
 
 
 
 
 
 
 
 
 
QUESTÃO 6 (questão aberta) - valor: 6,0 pontos 
 
A figura abaixo ilustra um tanque fechado com uma camada de ar pressurizado. Do 
tanque, água é descarregada e lançada à atmosfera por uma tubulação de 50 mm de 
diâmetro. Sabendo que não há perdas de carga localizadas no equipamento, calcular a 
pressão de ar (Par) necessária para promover uma vazão de escoamento de 0,47 m3/s 
para a descarga d’água. Considerar o fator de fricção de Darcy, f = 0,014. 
Dados: água = 9810 N/m3; g = 9,81 m/s2. 
Observação; usar a fórmula de Darcy-Weisbach para o cálculo da perda de carga 
distribuída. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
SOLUÇÃO

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