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Mecânica dos Fluídos

Exercícios resolvidos: Mecânica dos Fluídos

Franco BrunettiIBSN: 9788576051824

Elaborado por professores e especialistas

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Exercício

Calcular o esforço horizontal sobre a estrutura do ventilador da figura e a potência transmitida ao fluido pelo ventilador. Desprezar a perda de carga entre as seções (1) e (2). Dados: D2 = 0,38 m; v2 = 30 m/s; γ = 12,7 N/m3; v1 ≅ 0.

Passo 1 de 10keyboard_arrow_downkeyboard_arrow_up

Um ventilador é objeto de estudo neste exercício. Por ele passa fluido e pede-se o esforço horizontal sobre sua estrutura e a potência que o fluido transmite ao ventilador. As representações do ventilador bem como o sistema de coordenadas que deve ser adotado estão presentes no enunciado do exercício, no livro texto. Para isso, utilizaremos a equação da quantidade de movimento em regime permanente e a equação de Bernoulli envolvendo perda de carga e a equação de potência envolvendo vazão volumétrica, peso específico e carga manométrica.

Passo 2 de 10keyboard_arrow_downkeyboard_arrow_up

As hipóteses a seguir são necessárias para a resolução do exercício.

1) Regime permanente de escoamento.

2) Sem presença de máquina no trecho de escoamento em estudo.

3) Sem perdas por atrito no escoamento.

4) Considerar fluido ideal(desprezar a viscosidade).

5) Escoamento uniforme em todas as seções do tubo.

6) Fluido incompressível.

7) Sem trocas de calor.

8) Desprezar força na direção y.

9) Na escala efetiva, .

10).

11).

12) Desprezar perdas de carga entre as seções 1 e 2 ().

13) Como mostrado na Fig.(1), estão definidos daquela maneira os eixos x e y (eixo positivo de x para a direita e eixo positivo de y para cima).

Passo 3 de 10keyboard_arrow_downkeyboard_arrow_up

Aplicando as hipóteses na equação da quantidade de movimento:

Passo 4 de 10keyboard_arrow_downkeyboard_arrow_up

Como foi dado o peso específico , temos que:

Passo 5 de 10keyboard_arrow_downkeyboard_arrow_up

A vazão mássica é encontrada através de:

Passo 6 de 10keyboard_arrow_downkeyboard_arrow_up

Encontrando agora a força horizontal (direção x):

Passo 7 de 10keyboard_arrow_downkeyboard_arrow_up

Agora, será encontrada a carga manométrica do escoamento através da equação de Bernoulli:

Passo 8 de 10keyboard_arrow_downkeyboard_arrow_up

A vazão volumétrica é encontrada através de:

Passo 9 de 10keyboard_arrow_downkeyboard_arrow_up

Encontrando agora a potência transmitida pelo ventilador ao fluido:

Passo 10 de 10keyboard_arrow_downkeyboard_arrow_up

Portanto, podemos concluir que o esforço horizontal exercido sobre a estrutura do ventilador é de e a potência transmitida pelo ventilador ao fluido é de .

Depoimentos de estudantes que já assinaram o Exercícios Resolvidos

Nathalia Nascimento fez um comentárioCEFET/RJ • Engenharia
Foi um apoio àquelas aulas que não acabam totalmente com as dúvidas ou mesmo naquele momento de aprender o conteúdo sozinha. Além disso, dispensou a necessidade de um orientador e por isso, permitiu que eu estudasse em qualquer local e hora.
Valdivam Cardozo fez um comentárioUFRB • Engenharia
Tive uma sensação maior de autonomia nos estudos, as vezes era frustante não conseguir resolver uma determinada questão e nem sempre os professores corrigem as listas que passam.