ATIVIDADE 4 - MECFLU

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· Pergunta 1
1 em 1 pontos
	
	
	
	Analise a imagem a seguir:
 
FONTE: BRUNETTI, F. Mecânica dos fluidos. 2. ed. rev. São Paulo: Pearson Prentice Hall2008. p. 96. (Adaptado).
 
Sabe-se que a pressão indicada por um manômetro instalado na seção (2) é 0,16 Mpa; a vazão é 10 L/s; a área da seção dos tubos é 10 cm 2 e a perda de carga entre as secções (1) e (4) é 2 m. Não é dado o sentido do escoamento, porém tem-se os dados γ H2O = 10 4 N/m 3 e g = 10 m/s 2. Considerando essas informações e conteúdo estudado, determine a carga manométrica da máquina e o tipo de máquina.
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	 
HB = 26 m, a máquina é uma bomba.
	Resposta Correta:
	 
HB = 26 m, a máquina é uma bomba.
	Comentário da resposta:
	Muito bem! Fazendo o balanço de energia entre (1) e (2), teremos:
 
 
Não temos a velocidade no ponto (2), que é determinada por meio da vazão volumétrica e a área:
 
Vel 2 = 10.10 -3/10. 10 -4 = 10 m/s
 
4+10 2/2.10+0,16.10 6/10 4
 
Nota-se que H2 > H1; dessa forma, o sentido do escoamento será do ponto (2) para o ponto (1). O balanço nos pontos (1) e (4) é:
 
H4 + HB = H1+ Hp1,4
 
H4 será zero, por estar a pressão atmosférica, não possuir cota, e a velocidade de escoamento na superfície ser desprezível.
 
HB = H1 + Hp1,4 = 24 + 2 = 26 m
 
Como a carga manométrica é positiva, a máquina presente no escoamento é uma bomba.
	
	
	
· Pergunta 2
1 em 1 pontos
	
	
	
	Analise o tanque a seguir:
 
 
Fonte: BRUNETTI, F. Mecânica dos fluidos. 2. ed. rev. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2008. p. 96. (Adaptado).
 
Sabe-se que a pressão indicada por um manômetro instalado na seção (2) é 0,16 Mpa; a vazão é 10 L/s; a área da secção dos tubos é 10 cm 2 e a perda de carga entre as seções (1) e (4) é 2 m. Não é dado o sentido do escoamento, porém tem-se os dados γ H2O = 10 4
N/m 3 e g = 10 m/s 2. Considerando essas informações e conteúdo estudado, determine o balanço de energia no ponto (1) e no ponto (2) e o sentido do escoamento entre esses pontos.
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	 
H1 = 24 m; H2 = 25 m; sentido de 2 para 1.
	Resposta Correta:
	 
H1 = 24 m; H2 = 25 m; sentido de 2 para 1.
	Comentário da resposta:
	Resposta correta! Os escoamentos ocorrem no sentido das cargas decrescentes, ou seja, da maior para a menor, dessa forma, vamos calcular as cargas nos pontos (1) e (2) e determinaremos o sentido do escoamento.
 
 
Não temos a velocidade no ponto (2), que é determinada por meio da vazão volumétrica e a área:
 
Vel 2 = 10.10 -3/10. 10 -4 = 10 m/s
 
4+10 2/2.10 + 0,16.10 6/10 4
 
Nota-se que: H2 > H1, dessa forma o sentido do escoamento será do ponto (2) para o ponto (1).
	
	
	
· Pergunta 3
1 em 1 pontos
	
	
	
	“Em um escoamento pode haver perda de carga localizada e distribuída, conforme apresentada na equação. Em termos de grandeza, a perda de carga localizada costuma ser grande em curtos trechos das instalações, por ser uma perturbação brusca que o fluido sofre no escoamento; enquanto a perda distribuída é ocasionada pelo atrito das partículas do fluido”.
Fonte: BRUNETTI, F. Mecânica dos fluidos. 2. ed. rev. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2008.
 
Agora, analise a equação a seguir:
 
 
Considerando essas informações e conteúdo estudado sobre perda de carga, assinale a alternativa correta.
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	 
O termo H P1,2 representa a soma da perda de carga localizada e distribuída, podendo ser ocasionada pela presença de singularidades nas tubulações ou pelo atrito que o fluido ocasiona nas tubulações ao longo do escoamento.
	Resposta Correta:
	 
O termo HP1,2 representa a soma da perda de carga localizada e distribuída, podendo ser ocasionada pela presença de singularidades nas tubulações ou pelo atrito que o fluido ocasiona nas tubulações ao longo do escoamento.
	Comentário da resposta:
	Resposta correta. A perda de carga do escoamento é determinada pela diferença entre o balanço de energia dos pontos (1) e (2) somado à altura manométrica da bomba ou subtraído da altura manométrica da turbina. E é ocasionado pela presença de singularidades no escoamento e pela presença do atrito nas tubulações (perda de carga localizada e distribuída).
	
	
	
· Pergunta 4
0 em 1 pontos
	
	
	
	“A velocidade de escoamento do fluido é um parâmetro utilizado na determinação da vazão de escoamento, no cálculo do fator de atrito. Quando consideramos a velocidade uniforme na entrada e saída de um escoamento permanente, podemos dizer que a vazão mássica para dentro do volume de controle iguala a vazão mássica para fora do volume de controle.”
 Fonte: FOX, R. W.; MCDONALD, A. T.; PRITCHARD, P.J. Introdução à mecânica dos fluidos. 8. ed. rev. Rio de Janeiro: LTC, 2014. p. 5.
 
Considerando essas informações e conteúdo estudado sobre, analise as afirmativas a seguir e assinale V para a(s) verdadeira(s) e F para a(s) falsa(s).
 
I. A velocidade pode ser determinada através do produto entre a área da seção e o deslocamento, em um determinado tempo.
II. Dentre os equipamentos medidores de velocidade, podemos citar: tubo de Pitot, anemômetros, sensor ultrassônico e manômetro.
III. O equipamento medidor de velocidade fornece a velocidade média ao longo do escoamento.
IV. A velocidade no escoamento de fluidos incompressíveis pode ser determinada por meio da variação da pressão entre pontos de um corpo submerso.
 
Agora, assinale a alternativa que apresenta a sequência correta:
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	 
F, V, V, V.
	Resposta Correta:
	 
V, F, F, V.
	Comentário da resposta:
	Resposta incorreta. Sabemos que a velocidade pode ser determinada por meio da variação das pressões e existem equipamentos específicos para esse fim, que por inferência (por meio de cálculos matemáticas) determina a velocidade.
	
	
	
· Pergunta 5
0 em 1 pontos
	
	
	
	Observe a imagem a seguir:
Fonte: AGUIRRE, L.A. Fundamentos da Instrumentação. São Paulo: Pearson Education do Brasil, 2013. p. 244. (Adaptado).
 
De acordo com Aguirre (2013), os equipamentos projetados para medir velocidade são responsáveis por determinar essa variável em um determinado ponto do escoamento, ou seja, determinam a velocidade local tanto nos escoamentos internos como nos externos. Considerando essas informações e conteúdo estudado sobre velocidade, assinale a alternativa correta.
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	 
De acordo com a figura, a pressão nos pontos (1) e (3) são iguais, porém no ponto (2) (ponto de estagnação) a pressão é menor.
	Resposta Correta:
	 
A velocidade do corpo afeta a pressão estática em determinados pontos, esse fato causa alterações na medição da pressão,
	Comentário da resposta:
	Resposta incorreta. Lembre-se de que a pressão e a velocidade estão diretamente relacionadas.
	
	
	
· Pergunta 6
1 em 1 pontos
	
	
	
	Analise a figura a seguir:
Fonte: BRUNETTI, F. Mecânica dos fluidos. 2. ed. rev. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2008. p. 94. (Adaptado).
 
O reservatório de grandes dimensões da figura fornece água para o tanque indicado com uma vazão de 10 L/s, supondo um fluido ideal e os dados:
 
γ H2O = 104 N/m3
Atubos
= 20 cm2
g = 10 m/s2
 
Assim, e considerando os conteúdos estudados, calcule a carga manométrica da máquina será indicada por H M, indicando que o equipamento é uma bomba ou uma turbina.
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	 
-13,75 m, sendo uma turbina.
	Resposta Correta:
	 
-13,75 m, sendo uma turbina.
	Comentário da resposta:
	Resposta correta. A carga manométrica da máquina será indicada por H M:
 
 
 
No ponto 1, a velocidade do fluido no nível do reservatório é zero, e tanto no ponto 1 como no ponto 2 estão a pressão atmosférica, logo: p1 = p2 = 0. Com a vazão volumétrica no ponto 2 e a área, determina-se a velocidade em 2:
 
Q = A.Vel
 
Vel = 5m/s
 
20 + H M =6,25; H M = -13,75 m
 
O sinal negativo é indicativo de que a máquina é uma turbina.
	
	
	
· Pergunta 7
1 em 1 pontos
	
	
	
	“Da equação de Bernoulli sabe-se que, quando consideramos um fluido ideal, haverá no escoamento perda de carga por consequência do atrito que o fluidoexerce nas tubulações, nas entradas e saídas de equipamentos e singularidades.”
Fonte: ÇENGEL, Y. A.; BOLES, M. A. Termodinâmica. 7. ed. Porto Alegre: AMGH, 2013.
 
Considerando essas informações e conteúdo estudado sobre perda de carga, analise as afirmativas a seguir.
 
I. A perda de carga localizada corresponde a uma mudança brusca de escoamento. Por esse motivo, possui magnitude superior a das perdas distribuídas.
II. O comprimento equivalente de uma singularidade é um comprimento fictício de uma tubulação de seção constante e, com o mesmo diâmetro, que produzirá a perda distribuída igual à perda localizada da singularidade.
III. No cálculo das perdas singulares, utiliza-se do fator de atrito, rugosidade ou do número de Reynolds.
IV. A perda de carga singular pode ser determinada por vários métodos, como o método do comprimento equivalente e o método do fator de atrito.
 
Agora, assinale a alternativa que apresenta a sequência correta.
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	 
V, V, F, F.
	Resposta Correta:
	 
V, V, F, F.
	Comentário da resposta:
	Resposta correta. A perda de carga singular pode ser determinada pelo método do coeficiente de resistência, no qual o fabricante do equipamento fornece um coeficiente ou este é determinado em função do número de Reynolds e do coeficiente adimensional de forma.
	
	
	
· Pergunta 8
0 em 1 pontos
	
	
	
	A perda de carga localizada acontece ao longo de tubos retos, de seção constante, devido ao atrito. Acontece em locais das instalações em que o fluido sofre perturbações bruscas no escoamento.
FONTE: BRUNETTI, F. Mecânica dos fluidos. 2. ed. rev. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2008. p. 186. (Adaptado).
 
Considerando essas informações e conteúdo estudado, determine a perda de carga entre os trechos (1) e (5).
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	 
A perda de carga localizada do trecho (1) a (5) será correspondente à soma da perda distribuída e localizada, proveniente de válvulas e curvas.
	Resposta Correta:
	 
A perda de carga localizada é determinada por meio do método do comprimento equivalente, transforma a perda de carga do acidente em algo equivalente a um trecho reto de tubulação
	Comentário da resposta:
	Resposta incorreta. A perda de carga localizada pode ser determinada pelo método do comprimento equivalente que transforma a perda de carga ocasionada por cada singularidade em um trecho reto de tubulação. O fator de atrito ou diagrama de Moody-Roose são utilizados na perda de carga distribuída.
	
	
	
· Pergunta 9
1 em 1 pontos
	
	
	
	A figura a seguir mostra uma tubulação de ferro fundido, que possui dois manômetros instalados a uma distância de 9,8 m, indicando 0,15 Mpa e 0,145 Mpa.
 
Fonte: BRUNETTI, F. Mecânica dos fluidos. 2. ed. rev. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2008. p. 179. (Adaptado).
 
O fluido presente no escoamento é a água ( γ = 104
N/ m3), o diâmetro da tubulação é igual a 10 cm; a viscosidade cinemática da água é 0 ,7. 10 -6 m2/s. O coeficiente de rugosidade do ferro fundido é k = 2,59.10- 4m. Considerando essas informações e conteúdo estudado, calcule a perda de carga na tubulação.
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	 
15,1 L/s.
	Resposta Correta:
	 
15,1 L/s.
	Comentário da resposta:
	Resposta correta. Se observarmos o trecho 1 e 2, só existem perda de carga distribuída e não existem máquinas no escoamento. Dessa forma, o balanço de energia será igual a:
 
H1 = H2 + Hp1,2
Hp1,2 = H1 - H2
= 
 
Como z1 = z2; Vel1 = Vel2; α 1 = α 2; teremos:
 
Hp1,2 = = (0,15-0,145).10 6/10 4 = 0,5 m
 
O valor da velocidade:
 
 
A velocidade depende do fator de atrito (f),
 
 
Além disso, considera-se os valores de acordo com o diagrama de Moody-Roose.
 
K = 2,59.10 -4m
D H/k = 0,1 / 2,59.10 -4 = 385
F = f ( 
f = 0,027
 
Com o valor de f, determinamos a velocidade:
 
Vel = 1,92 m/s
Q = Vel.A = 1,92[π(0,1) 2/4] =15,1 L/s
	
	
	
· Pergunta 10
1 em 1 pontos
	
	
	
	O tubo de Pitot corresponde a um transdutor que transforma a velocidade do escoamento em (1). Essa diferença de pressão é utilizada para determinar a velocidade na posição em que se encontra a ponta do tubo de Pitot, alternativamente, pode-se coletar dados de (2) pressão diferencial e da velocidade de escoamento.
Fonte: AGUIRRE, L. A. Fundamentos da Instrumentação. São Paulo: Pearson Education, 2013.
 
Considerando essas informações e conteúdo estudado sobre tubo de Pilot, assinale a alternativa correta que corresponde aos pontos (1) e (2).
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	 
Pressão diferencial e calibração.
	Resposta Correta:
	 
Pressão diferencial e calibração.
	Comentário da resposta:
	Resposta correta. Por meio do tubo de Pitot, é possível determinar a velocidade em função da diferença de pressão de estagnação e a pressão estática.