Questões de Concurso sobre Fundamentos e Análise da Cinemática de Escoamentos

Se um balão de 6 m de diâmetro contendo hélio (peso específico igual a 2,0 N/m³) está ancorado na atmosfera em condições padrão do nível do mar (peso específico igual a 12 N/m³), então, nessa situação, desprezando o peso do material do balão, o empuxo ao qual o balão está submetido é superior a 1 kN.

Considere que uma placa se desloca a 3 m/s sobre outra placa estacionária, e que as placas estejam separadas 4 mm por uma camada de óleo de massa específica igual a 800 kg/m³ e viscosidade cinemática igual a 1,5 × 10^-4 m²/s. Nessas condições, a tensão cisalhante média no óleo é superior a 100 Pa.

Em um escoamento de fluido, as partículas possuem um movimento característico que depende de vários fatores intrínsecos daquele escoamento.

Sobre as definições de linhas de corrente, linhas de emissão e trajetória, assinale (V) para a afirmativa verdadeira e (F) para a falsa.

( ) Linhas de emissão e de corrente e as trajetórias coincidem apenas em escoamentos estáveis.

( ) A trajetória se confunde com a linha de corrente em escoamentos uniformes.

( ) Em escoamentos instáveis, as linhas de correntes não são tangentes ao vetor velocidade.

As afirmativas são, respectivamente,

O empuxo experimentado por um objeto imerso em um fluido é igual ao peso do fluido deslocado pelo objeto.

Uma prensa hidráulica tem dois pistões de áreas diferentes, o pistão menor tem uma área de 2 cm² e o pistão maior tem uma área de 40 cm², sendo aplicada ao pistão menor uma força de 10N. Diante disso, assinale a alternativa correta em relação à força exercida pelo pistão maior para manter o sistema em equilíbrio e à pressão aplicada ao sistema hidráulico pela força exercida no pistão menor.

Os princípios básicos de hidráulica são fundamentais para o entendimento do comportamento dos fluidos e a operação de sistemas hidráulicos em manutenção mecânica. Analise as afirmativas abaixo e indique se são verdadeiras ou falsas.

( ) A pressão em um fluido em repouso é a mesma em todas as direções e depende apenas da profundidade e da densidade do fluido.

( ) Em um sistema hidráulico, a vazão volumétrica é inversamente proporcional à área da seção transversal do conduto, mantendo constante a velocidade do fluido.

( ) A equação de Bernoulli demonstra que, para um fluido ideal em escoamento, a soma das energias cinética, potencial e de pressão é constante ao longo de uma linha de corrente.

( ) Em um sistema hidráulico fechado, o aumento da pressão em um ponto é transmitido integralmente a todos os pontos do fluido, princípio conhecido como Lei de Pascal.

( ) A perda de carga em uma tubulação de escoamento depende exclusivamente da rugosidade do material da tubulação, não sendo afetada pela velocidade do fluido ou pelo diâmetro do tubo.

A sequência correta é:

Considere um duto com um raio grande o suficiente para que, em uma primeira aproximação, possa ser modelado como uma parede plana. Dentro do duto escoa um fluido a 135,05 ºC que apresenta h = 20 W/(m² K) em relação à parede do duto, que é constituída por um material com k = 10 W/mK e tem uma espessura de 5 mm. Sobre a parede, é colocado um isolante térmico com condutividade térmica de 0,05 W/mK. O isolante está em contato com o ar atmosférico a 20 ºC e com h = 10 W/(m²K) . Qual a espessura mínima do isolante (em milímetros) para que a temperatura da superfície em contato com o ar atmosférico seja de, no máximo, 30 ºC?

A equação de Bernoulli pode ser derivada da equação de NavierStokes para um escoamento sem atrito, barotrópico, constante e invíscido. Sabe-se que a equação de Bernoulli é constante apenas ao longo das linhas de corrente e de vorticidade. No entanto, a referida equação pode ser simplificada para ser constante em qualquer lugar do escoamento.

Nesse caso, a hipótese simplificadora a ser usada é a de

Considere um fluido incompressível escoando através de um tubo horizontal com diâmetro constante. De acordo com a equação de Bernoulli, podemos afirmar que a:

A figura a seguir apresenta um reservatório de água com um pequeno bocal, com diâmetro de 10cm, na região inferior.

Sabe-se, ainda, que o coeficiente de descarga por nesse bocal vale 0,80.

Desse modo, admitindo a aceleração da gravidade igual a 10m/s² e $\pi$ = 3, a perda de carga nesse bocal vale

Na medição de temperatura e pressão, recomenda-se o emprego das seguintes unidades do Sistema Internacional de Unidades (SI): o grau Celsius (°C) e o Kelvin (K), respectivamente.

Na medição com o manômetro de Bourdon, a pressão aplicada pelo fluido causa uma deformação plástica proporcional ao valor medido em um elemento interno do instrumento.

As duas etapas presentes na produção de escoamento do fluído pela bomba hidráulica consiste em:

Corresponde ao tipo de bomba hidráulica que não apresenta perda de fluído por vazamento interno, produzindo uma vazão pulsativa que não se altera com o aumento da pressão:

Em um determinado tubo, temos um líquido escoando da esquerda para a direita, conforme a figura abaixo.

Nele, temos que p₁ é a pressão do fluido no ponto 1, p₂ é a pressão do fluido no ponto 2, v₁ é a velocidade do fluido no ponto 1, v₂ é a velocidade do fluido no ponto 2, h é a diferença da altura do fluido entre os pontos 1 e 2, p₀ é a massa específica e g é a aceleração da gravidade, medindo aproximadamente 9,8m/s² .

Considerando um fluido ideal, analise as afirmativas a seguir.

I. Para escoamento laminar, se a velocidade do escoamento através do tubo aumentar, a altura “h” também aumentará.

II. Para escoamento laminar, se mantivermos a velocidade do escoamento, mas substituirmos o fluido original por um fluido mais denso, a altura “h” também aumentará.

III. A velocidade do escoamento de um fluxo laminar será a mesma de um escoamento turbulento se a altura “h” for a mesma.

Está correto o que se afirma em

Considere um submarino de diâmetro d e um conjunto motor e hélice capaz de produzir um impulso no eixo do submarino de massa m que obedece à seguinte função: E(V)=b.V. Considere também que o arrasto hidrodinâmico obedece à função A(V)=1/2. C_S .A.V² e assinale a opção que apresenta a aceleração em função da velocidade.

Considere o esquema a seguir.

Fonte: MACINTYRE, A. J. Ventilação industrial e controle da poluição. Rio de Janeiro: Editora Guanabara S.A. 1988. (Adaptado)

Em uma sala de 30m x 6m x 3,5m (pé direito), deverá ser instalado um sistema de exaustão mecânica (ventilação forçada) composto por dois ventiladores axiais, que ficarão posicionados a uma altura de 3m do solo (0,5m do teto). A entrada de ar ocorrerá naturalmente por meio de duas janelas amplas, localizadas na extremidade oposta a dos ventiladores, conforme mostra o esquema. A remoção do ar far-se-á pelos ventiladores axiais e nessa sala funcionará um escritório onde trabalharão 20 pessoas sem realização de esforços físicos (desprezam-se odores do suor individual).

Recomendação de renovação de ar

Fórmulas:

Q = V * R, onde V é o volume do ambiente e R é a renovação do ar por hora.

v = $\frac{Q}{S}$, onde Q é a vazão do ar e s é a área da seção transversal da sala para o fluxo de ar.

A vazão de ar recomendada ao nível de conforto e a velocidade média aproximada de escoamento de ar ao longo da sala serão, respectivamente,

Considerando o princípio de funcionamento de um manômetro de Bourdon e suas aplicações, assinale a alternativa correta.

Uma usina hidrelétrica está operando com uma vazão de água constante que passa pelas turbinas para gerar energia. O sistema está em regime estacionário, e o volume de controle é definido em torno de uma turbina específica. A equação da quantidade de movimento para esse volume de controle inercial é utilizada para analisar as forças atuantes no sistema.

A partir da situação hipotética apresentada, julgue o item subsequente.

A quantidade de movimento do fluxo de água que entra na turbina é igual à quantidade de movimento do fluxo de água que sai da turbina, o que resulta em uma força líquida nula sobre o volume de controle.

Um especialista inseriu um manômetro de tubo transparente em um reservatório, contendo os fluídos A, B, e C conforme a figura a seguir. Sendo γ o peso específico dos fluídos e considerando os fluídos como incompressíveis, pode-se afirmar que a distância h, em metros, é igual a:

Dados:

γA = 8000 N/m3

γB = 10000 N/m3

γC = 40000 N/m3

Fonte: IFSP, 2024.