Questões de Concurso
Sobre fundamentos e análise da cinemática de escoamentos em engenharia mecânica
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Considere que um navio de 200 m de comprimento, projetado para se deslocar à velocidade de cruzeiro de 10 m/s, deve ser testado em um tanque d’água, rebocando-se um modelo de 4,5 m de comprimento. Nessa situação, para que as condições de deslocamento do navio na água sejam perfeitamente simuladas, o modelo deve ser rebocado à velocidade de 1,5 m/s.
Considere que duas placas estejam separadas por uma camada de 5 mm de óleo com densidade relativa 0,80 e viscosidade cinemática 1,25×10-4 m2 /s. Nesse caso, se uma placa está estacionária e a outra se move a uma velocidade de 4 m/s, então a tensão cisalhante média no óleo é igual a 80 Pa.
Ar a 300 ºC e sob pressão igual a 0,70 MPa é expandido isoentropicamente a partir de um tanque até que sua velocidade seja igual a 300 m/s. A temperatura e o número de Mach para a condição de alta velocidade são, correta e respectivamente,
Dados: Cp = 1 005 J/kg ºK
γ = 1,4 R = 287 J/kg ºK
Um óleo com viscosidade dinâmica igual a 0,4 Ns/m2 e densidade igual a 900 kg/m3 escoa num duto de seção circular de diâmetro igual a 50 mm. A vazão num trecho retilíneo e horizontal de tubulação, com 10 m de comprimento, sabendo-se que a diferença de pressão neste trecho é igual a 40 kPa, é:
Um óleo com viscosidade dinâmica igual a 0,5 Ns/m2 e densidade igual a 800 kg/m3 escoa num duto de seção circular de diâmetro igual a 100 mm.
Qual a vazão num trecho retilíneo e horizontal de tubulação, com 20 m de comprimento, sabendo que a diferença de pressão nesse trecho é igual a 128 kPa?Uma bomba centrífuga é montada acima de um reservatório de água que é aberto à atmosfera. A vazão na bomba é igual a 0,02 m3/s. Nessa condição, o fabricante especifica que o NPSH deva ser igual a 4,0 m. A temperatura da água é igual a 300 K, e a pressão atmosférica local é igual a 1,01 bar. Qual é a máxima altura, medida a partir da superfície livre do reservatório, em que pode ser instalada a bomba para que não ocorra cavitação? Sabe-se que a perda de carga total até a entrada da bomba é igual a 2,5 m e que o diâmetro da tubulação é igual a 100 mm.
Dados: Pressão de vapor da água a 300 K = 3 495 Pa; Peso específico da água: 10 000 N/m3A figura a seguir ilustra um diagrama para a perda de carga em Pa/m, em função da vazão de água a 20°C para uma tubulação em aço com Schedule 40. Considerando essa informação, selecione a alternativa que apresenta a perda de carga e a velocidade de escoamento da água para vazão de 9,5 l/s num trecho reto horizontal com 100 metros de extensão e 75 mm de diâmetro nominal.
Em uma tubulação de comprimento L e diâmetro D na qual o escoamento é laminar, a perda de carga hf devido à viscosidade do fluido pode ser calculada pela equação de Hagen-Poiseuille.
em que
é a velocidade média do fluido, μ é a viscosidade absoluta, ρ é a massa específica, g é a aceleração da gravidade e Q é a vazão Em um escoamento estacionário e incompressível em que a distribuição de velocidades é dada por V = 6xi - 6yj+ 0k, a tensão cisalhante τxy em qualquer ponto (x, y, z) é nula.
I. A perda de energia do fluido em um escoamento em uma tubulação é gasta para vencer as resistências opostas ao escoamento, sendo dissipada sob a forma de calor.
II. As resultantes do atrito do fluido contra a parede do tubo, acelerações, mudanças de direção da veia fluida e os turbilhonamentos decorrentes são consideradas resistências internas que se opõem ao escoamento.
III. No escoamento turbulento as velocidades das partículas são invariáveis, observáveis tanto na direção quanto na grandeza.
Assinale:
Tal diagrama, frequentemente utilizado quando se trabalha com perda de carga, indica que, entre os regimes de escoamento laminar e escoamento plenamente turbulento, o fator de atrito depende do número de
Tal parâmetro, Re=x/y, representa uma medida da relação entre os efeitos x e y, tal que
Escalas geométricas das velocidades e das viscosidades são escalas de semelhanças.
O número de Mach é adimensional e, para dado escoamento, depende do valor da velocidade do som no fluido escoando.
Em uma tubulação de área A, um fluido incompressível escoa a uma velocidade média de 5 m/s.
Se a área da tubulação a partir de um determinado trecho da tubulação passa para A/2, nessa região a velocidade média, em m/s, será deSobre o número de Reynolds, assinale a alternativa correta.
O escoamento de um fluido incompressível passa de uma tubulação de diâmetro D para outra de diâmetro D/2 através de um bocal, conforme mostrado na figura acima.
Se a vazão na saída é de 0,01 m3
/s, para uma área de
saída de 200 cm2
, a velocidade na entrada, em m/s, é de
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