Unidade 3_Lista 3_mecflu_2020_2

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA 
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA SANITÁRIA E AMBIENTAL 
DISCIPLINA DE MECÂNICA DOS FLUÍDOS 2020/2 
Lista 3 - Equação da conservação da energia 
1. Água escoa pelo tubo indicado na figura, cuja área da seção varia do ponto 1 para o ponto 2 de 100 cm2 para 50 cm2, respectivamente. Em 1, a pressão é de 50 kPa e a elevação 100m, ao passo que, no ponto 2 a pressão é de 330 kPa e a elevação é de 70m. Desprezando as perdas de carga, calcule a vazão através do tubo. (Dados: g = 10 m/s²; γH2O = 10.000 N/m³) 
Resp.: Q = 36,51 L/s 
2. O escoamento sobre o vertedouro da Figura abaixo é considerado uniforme e hidrostático nas seções 1 e 2. Se as perdas são desprezadas, calcule a velocidade na seção 2. Resp.: v2 = 9,28 m/s
3. Quais são as vazões de óleo em massa e em peso no tubo convergente da figura, para elevar uma coluna de 20 cm de óleo no ponto (0)? Considere que, no ponto 1, o fluido está em jato livre. 
Dados: desprezar as perdas; peso específico do óleo = 8.000 N/m3 
Resp.: Qm = 2,1 kg/s 
 Qp = 20,57 N/s 
4. Água escoa na contração axisimétrica mostrada na figura abaixo. Determine a vazão em volume na contração em função de D sabendo que a diferença de alturas no manômetro é igual a 0,2 m. 
Resp.: Q = 1,56 D2 m3/s 
5. Água escoa em regime permanente na tubulação mostrada na figura abaixo. Determine, para as condições indicadas na figura, o diâmetro do tubo de descarga (D). Admita que os feitos viscosos são desprezíveis. 
Resp.: D = 25 mm
6. Determine a vazão em volume da tubulação mostrada na figura abaixo. Resp.: Q = 11,03 L/s 
7. Óleo (densidade igual a 0,83) escoa na tubulação mostrada na figura abaixo. Determine a vazão em volume na tubulação sabendo que os efeitos viscosos são desprezíveis. Resp.: Q = 4,98 L/s 
8. Água escoa na tubulação ramificada que está esboçada na figura abaixo. Admitindo que os efeitos viscosos são desprezíveis, determine a pressão nas seções 2 e 3 desta tubulação. Resp.: p2 = 252,1 kPa 
 p3 = 114,97 kPa
9. Água escoa na tubulação ramificada que está esboçada na figura abaixo. Admitindo que os efeitos viscosos são desprezíveis, determine a velocidade do escoamento na seção (2), a pressão na seção (3) e a vazão em volume na seção (4). Considere que toda a tubulação está localizada na mesma cota topográfica. 
Resp.: v2 = 8,84 m/s 
 p3 = 54,94 kPa 
 Q4 = 108,3 L/s 
10. A velocidade de um líquido no ponto (1) é 2 m/s. Encontrar a pressão manométrica do ponto (1) sabendo que a pressão manométrica do ponto (2) é 5 x 105 Pa. A área do ponto (2) é metade da área do ponto (1). Dados: g = 9,81 m/s²; ρ = 1.000 kg/m³. Desprezar as perdas. Resp.: p1 = 309,8 kPa 
11. No ponto (1) de uma instalação hidráulica na qual escoa água, a pressão 2,5 x 105 Pa, a uma velocidade de 1 m/s. No ponto (2) a pressão manométrica 2,2 x 105 Pa com velocidade de 2 m/s. Determinar a altura h. Dados: g = 9,81 m/s²; ρ = 1.000 kg/m³. 
Resp.: h = 2,91 m
12. Água escoa em regime permanente nos tanques mostrados na figura abaixo. Determine a profundidade da água no tanque A (hA). Despreze as perdas. 
Resp.: hA = 15,43 m 
13. Uma extremidade de um tubo em U é orientada diretamente para o escoamento, de forma que a velocidade da corrente é zero neste ponto. A pressão em um ponto no escoamento que for parado desta forma é chamada de pressão de estagnação. A outra extremidade do tubo em U mede a pressão “não perturbada” em uma secção do escoamento. Desprezando-se o atrito, determinar a vazão de água no tubo. 
Resp.: Q = 116,24 L/s 
14. Dado o dispositivo da figura, calcular a vazão do escoamento da água no conduto. Desprezar as perdas e considerar o diagrama de velocidades uniforme. 
Dados: γH20 = 104 N/m³; γm = 6 x 104 N/m³; p2 = 20 kPa; A = 10-2 m2; g = 10 m/s² Resp.: Q = 40 L/s
15. No conduto da figura, o fluido é considerado ideal. Dados: Carga energética total na posição (1) = 16 m; p1 = 52 kPa; γH2O = 104 N/m³; D1 = D3 = 10 cm. Determinar: (a) a vazão em peso; (b) a altura h1 do manômetro; (c) o diâmetro da seção (2). 
Resp.: (a) Qp = 314 N/s 
(b) h1 = 0 m 
(c) d2 = 5,7 cm