prova OPTATIVA _mecflu_2020 1_EXTRAS

Prévia do material em texto

UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO RIO DE JANEIRO 
INSTITUTO DE TECNOLOGIA 
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA QUÍMICA 
 
IT – 352 Mecânica dos Fluidos, 30/03/2021 
Prof. Luís Américo Calçada e Profa.Claudia Miriam Scheid. 
 
PROVA OPTATIVA DE MECANICA DOS FLUIDOS. 
 
Questão 1, 2 pontos. 
Uma placa de vidro quadrada de 0,6 𝑚 de lado desliza sobre um plano inclinado 
também de vidro. Sabendo-se que a placa pesa 30 𝑁 e que adquire uma 
velocidade constante de 5 𝑐𝑚/𝑠, quando o plano tem inclinação de 30° em 
relação à horizontal, determinar a viscosidade dinâmica da película lubrificante 
de 0,1 𝑚𝑚, que está entre as 2 placas. 
 
 
 
Questão 2, 2 pontos. 
Um cilindro de peso específico 𝛾=5.000N/m2 flutua num líquido conforme 
mostrada na figura 1. Sob a ação de um força F=10.000 N o cilindro permanece 
na posição indicada na figura 2. Determinar os pesos específicos dos líquidos A 
e B. A área da base do cilindro é 1 m2. 
 
 
 
 
Questão 3, 2 pontos. 
Água a 20o C escoa em regime permanente atráves da bifurcação de tubulação 
entrando na seção 1 com 76 litros/min (ver figura). A velocidade média na seção 
2 é 2,5 m/s. Uma porção do escoamento é desviada para um chuveiro, que 
contém 100 orifício de 1 mm de diãmetro. Considerando uniforme o escoamento 
na ducha, estime a velocidade média de saída dos jatos no chuveiro 
 
 
 
 
 
 
 
Questão 4, 2 pontos. 
Observe o escoamento sobre uma placa com inclinação de 90 graus formando 
um filme de líquido viscoso de espessura h constante. O escoamento pode ser 
considerado laminar, totalmente desenvolvido, em regime permanente sendo o 
fluido newtoniano e incompressível. Determine o perfil de velocidade e tensão e 
faça um esboço de ambos desprezando os efeitos de borda. 
 
 
 
Questão 5, 2 pontos. 
No esquema mostrado abaixo, você é o engenheiro responsável pelo projeto de 
uma instalação de bombeamento. Junto a um fabricante, no catálogo do mesmo 
observa-se bombas de 30 hp, 40 hp, 50 hp, 60 hp, 75 hp e 90 hp. Sabendo-se 
que a pressão p8 é mantida constantemente igual a 532 kPa e a vazão média 
de escoamento for igual a 40 L/s, pede-se: 
a) Selecionar a bomba adequada para este serviço, sabendo-se que o 
rendimento do sistema de bombeamento (conjunto motor-bomba) é de 
0,7; 
 
b) Determinar se haverá cavitação na entrada da bomba. 
 
Dados: 
Tubos de ferro galvanizado ( = 0,15 x 10-3 m); 
Os coeficientes de perda singular são dados: ks1 = 15; ks2 = ks6 = 0,9; ks3 = 
ks5 = 10; ks7 = 1; ks4 = 0,5; 
Propriedades da água: pvap = 1,96 kPa (abs);  = 104 N m-3;  = 0,001kg/ms; patm 
= 101 kPa; 
Diâmetros das tubulações de sucção (S) e recalque (R) da bomba: DS = 15 cm 
e DR = 10 cm e NPSHr = 2 m.