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Dois reservatórios cúbicos de 10 m e 5 m de aresta são enchidos por água proveniente de uma mesma tubulação em 500 s e 100 s, respectivamente. Determine a velocidade da água na tubulação, sabendo que o seu diâmetro é 1,0 m, e assinale a alternativa CORRETA:
A 5,23 m/s.
B 4,13 m/s.
C 4,47 m/s.
D 5,43 m/s.
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Praticando Para Aprender

há 9 meses

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há 9 meses

Para resolver essa questão, precisamos calcular o volume de água que flui pela tubulação e a velocidade da água. 1. Cálculo do volume dos reservatórios: - Volume do reservatório de 10 m de aresta: \( V_1 = 10^3 = 1000 \, m^3 \) - Volume do reservatório de 5 m de aresta: \( V_2 = 5^3 = 125 \, m^3 \) 2. Cálculo da vazão (Q) para cada reservatório: - Para o reservatório de 10 m: \[ Q_1 = \frac{V_1}{t_1} = \frac{1000 \, m^3}{500 \, s} = 2 \, m^3/s \] - Para o reservatório de 5 m: \[ Q_2 = \frac{V_2}{t_2} = \frac{125 \, m^3}{100 \, s} = 1.25 \, m^3/s \] 3. Cálculo da vazão total (Q_total): - Como a água vem da mesma tubulação, a vazão total é a soma das vazões: \[ Q_{total} = Q_1 + Q_2 = 2 \, m^3/s + 1.25 \, m^3/s = 3.25 \, m^3/s \] 4. Cálculo da área da seção transversal da tubulação: - O diâmetro da tubulação é 1,0 m, então a área (A) é: \[ A = \frac{\pi d^2}{4} = \frac{\pi (1)^2}{4} \approx 0.7854 \, m^2 \] 5. Cálculo da velocidade da água (v) na tubulação: - A velocidade é dada pela fórmula: \[ v = \frac{Q_{total}}{A} = \frac{3.25 \, m^3/s}{0.7854 \, m^2} \approx 4.14 \, m/s \] Analisando as alternativas, a que mais se aproxima do resultado calculado é: B) 4,13 m/s. Portanto, a alternativa correta é B) 4,13 m/s.

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No estudo da manometria dos fluidos em repouso, variações na pressão manométrica correspondem a variações na elevação ou altura de coluna de líquido. Se alguém se desloca para cima no fluido (na direção positiva do eixo vertical), a pressão diminui; se alguém se desloca para baixo (na direção negativa do eixo vertical), a pressão aumenta; se alguém se move ao longo de um plano horizontal no fluido, a pressão permanece constante. Obviamente, essas variações na pressão manométrica são exatamente o que um mergulhador experimenta ao ascender ou afundar em um lago ou piscina. A equação da manometria descreve esse conceito.
Determine a pressão manométrica nos pontos "D" e "E" do tanque. Adote g=9,81 m/s² e massa específica da gasolina igual a 730 kg/m³.

No escoamento de líquidos pode ocorrer a redução da pressão local na linha de sucção ou dentro da bomba centrífuga. Se a pressão na sucção reduzir a um valor abaixo da pressão de vapor (saturação) do líquido na dada temperatura, o líquido ferve e forma as bolhas de cavitação nestes locais. Estas bolhas sofrem colapso (implosão) quando atingem regiões de pressões maiores dentro da bomba, o que prejudica a operação do sistema e danifica a bomba.
Com o objetivo de evitar o fenômeno da cavitação do fluido, um engenheiro propõe algumas ações. Sobre essas ações, analise as sentenças a seguir:
I- O líquido deve sempre escoar na menor temperatura possível, pois quanto maior a temperatura, menor a pressão de vapor (saturação) e maior a chance do líquido evaporar e cavitar.
II- Se o sistema possui uma altura de sucção positiva (reservatório de sucção está acima do nível da bomba), a cavitação ocorre com mais frequência do que um sistema com altura de sucção negativa.
III- Para evitar a cavitação, a tubulação de sucção deve ter o menor número de acessórios possíveis.
A Somente a sentença I está correta.
B As sentenças II e III estão corretas.
C As sentenças I e II estão corretas.
D Somente a sentença III está correta.

Os medidores de vazão de área variável são bastante empregados na indústria e conhecidos como rotâmetros. A figura anexa ilustra dois tipos de medidores de vazão com características similares: o rotâmetro com flutuador (imagem superior) e o rotâmetro com mola oposta (imagem inferior).
Com base nos conceitos aplicados à medição de vazão pelo rotâmetro, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas:
( ) Rotâmetros em geral são construídos com o tubo afunilado em vidro ou polímero, por serem transparentes e permitirem visualizar a posição do flutuador.
( ) Por depender da aceleração da gravidade, o rotâmetro com flutuador deve ser sempre instalado horizontalmente, com o sentido do escoamento ascendente.
( ) Por depender da aceleração da gravidade, o rotâmetro com flutuador deve ser sempre instalado horizontalmente, com o sentido do escoamento descendente.
A V - F - F.
B V - V - F.
C F - V - V.
D F - F - V.

De acordo com o Teorema de Bernoulli, ao longo de qualquer linha de corrente, a soma das alturas cinética, piezométrica (carga de pressão) e geométrica (carga potencial ou de elevação) é constante. Tomando esse teorema como referência, considere o esquema a seguir, em que se apresenta um fluido escoando do ponto 1 para o ponto 2, em regime permanente.
Com base nessa situação, assinale a alternativa CORRETA:
a) A pressão no ponto 2 diminui em relação à pressão no ponto 1.
b) A pressão no ponto 2 aumenta em relação à pressão no ponto 1.
c) A velocidade no ponto 2 diminui em relação à velocidade no ponto 1.
d) A pressão permanece constante nos dois pontos.

Uma válvula de um sistema de tubulação causa uma perda de carga de 3,1 m. Se a velocidade do escoamento é de 6 m/s, analise as sentenças a seguir:
Assinale a alternativa CORRETA:
I- Nas condições do escoamento, o valor do coeficiente de perda de carga deste acessório (k) está entre 1,69 e 1,72.
II- A velocidade do escoamento não influencia no valor da perda de carga localizada (hs).
III- O valor da constante característica de perda de carga (k) das válvulas e acessórios de tubulação são iguais para todos os acessórios e dependem apenas da vazão do escoamento.
A As sentenças II e III estão corretas.
B Somente a sentença I está correta.
C As sentenças I e II estão corretas.
D Somente a sentença III está correta.

O matemático holandês Simon Stevin (1548-1620) publicou em 1586 o princípio físico fundamental da estática dos fluidos, utilizado nos cálculos da manometria. A figura anexa apresenta este princípio, ilustrado no tanque de geometria irregular contendo água e mercúrio.
Com base nestes conceitos, analise as sentenças a seguir:
I- A pressão em um fluido em repouso depende da forma ou seção transversal do recipiente.
II- A pressão de um fluido em repouso não varia com a distância vertical.
III- A pressão no ponto "D" do tanque é igual à pressão no ponto "E".
A Somente a sentença II está correta.
B Somente a sentença III está correta.
C As sentenças I e II estão corretas.
D As sentenças I e III estão corretas.

As bombas dinâmicas operam transferindo energia cinética de um impelidor ou rotor para o fluido. Uma parte dessa energia é convertida em energia de pressão na saída da máquina hidráulica. As bombas centrífugas são o tipo mais comum e mais utilizado de bombas dinâmicas.
Com base nos dois sistemas apresentados, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas:
( ) O líquido que penetra na bomba atinge primeiramente as extremidades das palhetas do rotor e é lançado para o centro do rotor pela ação centrífuga.
( ) A potência transmitida ao rotor da bomba é produzida por um motor elétrico ou motor de combustão interna acoplado a máquina hidráulica.
( ) Dois componentes básicos de uma bomba centrífuga são o rotor (ou impelidor) e o difusor (ou voluta).
A V - F - V.
B F - V - F.
C V - F - F.
D F - V - V.

A instalação correta de um sistema hidráulico e da bomba centrífuga previne a ocorrência de fenômenos indesejáveis durante o escoamento de líquidos, tais como a cavitação e os golpes de aríete.
Considere dois sistemas para recalque de água, com a mesma vazão de operação, ilustrados na figura anexa. Ambos contêm tubulações de mesmo material e diâmetro, além de perdas de carga na sucção e recalque semelhantes.
( ) Nas condições propostas, a bomba adequada para o sistema 2 deverá ter uma potência instalada maior do que a bomba do sistema 1.
( ) O sistema 2 apresenta a bomba centrífuga "afogada", ou seja, com altura de sucção negativa, considerando o nível da bomba como ponto horizontal de referência (h=0).
( ) Nas condições propostas, o sistema 1 terá uma carga hidráulica da bomba (altura manométrica total do sistema) maior do que a bomba do sistema 2.

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