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Questões de Concurso sobre Fundamentos e Análise da Cinemática de Escoamentos
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Quando um fluido escoa por uma tubulação e as partículas se movem em camadas paralelas, sem invadirem o caminho das outras partículas, chama-se esse escoamento de:
A
turbulento.
B
laminar.
C
organizado.
D
transição.
E
contínuo.
Um rio escoa de forma rápida por um canal cuja profundidade é 35 cm. Ao penetrar a superfície livre com a ponta de uma madeira bem fina, forma-se uma onda a jusante em formato de cunha com ângulo total de 30º. A velocidade V da água é, aproximadamente:
Dado: g = 9,81 m/s2
A
5,2
B
4,9
C
3,7
D
9,3
E
10,7
Analise as afirmativas abaixo sobre a Cinemática de Fluidos e dê valores Verdadeiro (V) ou Falso (F).
( ) São componentes do movimento de fluido: Translação, Rotação, Deformação Angular e Deformação Linear.
( ) Uma partícula fluida pode estar submetida a uma aceleração convectiva devido ao seu movimento, mesmo em um campo de velocidade permanente.
( ) A rotação de partículas fluidas nunca ocorrerá em escoamentos nos quais temos tensões de cisalhamento.
( ) Escoamentos para os quais nenhuma rotação de partícula ocorre são chamados de escoamentos irrotacionais. Embora nenhum escoamento real seja verdadeiramente irrotacional, muitos escoamentos podem ser estudados com sucesso considerando que eles sejam invíscidos (não viscosos) e irrotacionais, porque os efeitos viscosos são frequentemente desprezíveis
Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta de cima para baixo.
A
V, V, V, V
B
V, V, F, V
C
F, V, V, F
D
F, F, F, V
E
F, F, F, F
Para o estudo e projeto de componentes sujeitos a um escoamento fluidodinâmico, é importante a avaliação da camada-limite. Acerca deste tema, assinale a alternativa incorreta.
A
A simplicidade do escoamento sobre uma placa plana infinita é que a velocidade U fora da camada-limite é constante e, por isso, a pressão também será constante considerando que esta região é não viscosa, incompressível, está em regime permanente
B
No crescimento de uma camada-limite sobre uma placa plana, a camada-limite é laminar por uma curta distância a jusante da borda de ataque. A transição ocorre sobre uma região da placa e não sobre uma linha única transversal à placa. A região de transição estende-se para jusante até o local onde o escoamento da camada-limite torna-se inteiramente turbulento
C
A camada-limite acelera o fluido, de modo que tanto o fluxo de massa quanto o fluxo de quantidade de movimento são maiores do que seriam na ausência da camada-limite
D
O conceito de camada-limite marcou o começo da era moderna da mecânica dos fluidos
E
A camada-limite é a região adjacente a uma superfície sólida na qual tensões viscosas estão presentes, em contraposição à corrente livre em que as tensões viscosas são desprezíveis
O domínio das unidades de medidas de grandezas físicas é essencial para relacionamento entre grandezas, nas análises e projetos em geral. A relação entre viscosidade dinâmica (μ) de um fluido e viscosidade cinemática (ν) do mesmo fluido é dada pela expressão μ = ρ · ν, onde ρ é a massa específica do fluido. Considerando-se [ν] em [m2 / s] e [ρ] em [kg / m3], a unidade de viscosidade dinâmica mais coerente, pode ser dada por
A
[N · s2 / m].
B
[N · s2 / m2].
C
[kg · s2 / m].
D
[N · s / m2].
E
[kg · s / m2].
Leia o texto a seguir, adaptado do livro "FOX, ROBERT W., Introdução à Mecânica dos Fluidos / Tradução da 6ª ed. americana, Rio de Janeiro, RJ: LTC, 2006", a respeito de Escoamento Laminar em tubos:
-
"Para escoamento incompressível, a conservação de massa exige que, conforme a velocidade na proximidade da parede é ________, a velocidade na região central sem atrito do tubo deve ________ ligeiramente para compensar; para esta região central não viscosa, portanto, a pressão (conforme indicado pela equação de Bernoulli) deve ________ um pouco."
-
Assinale a alternativa que preencha correta e respectivamente as lacunas.
A
reduzida / crescer / cair
B
reduzida / crescer / cair
C
reduzida / diminuir / cair
D
aumentada / crescer / aumentar
E
aumentada / crescer / diminuir
Considerando-se as forças de origem viscosa e as forças de inércia que ocorrem internamente a um fluido incompressível em movimento e as características dos escoamentos, é correto dizer que
A
a turbulência do movimento está ligada à predominância das forças viscosas.
B
a predominância das forças viscosas está relacionada à tendência de escoamentos laminares.
C
escoamentos laminares não podem ocorrer em líquidos de baixa viscosidade, como a água, por exemplo.
D
as forças atuantes sobre corpos submersos em escoamentos de líquidos de alta viscosidade são sempre desprezíveis, graças à tendência de maior turbulência prevista
E
as forças atuantes sobre corpos submersos em escoamentos de líquidos de baixa viscosidade são sempre desprezíveis, graças à tendência de menor turbulência prevista
A fim de esvaziar um tambor de uma substância líquida de limpeza, normalmente dispõe-se de uma mangueira cilíndrica com área de passagem de fluido igual a 0,01 m2, pois o escoamento deve ocorrer com velocidade de 0,8 m/s, por questões técnicas. Para atender a uma necessidade nova, será necessário misturar uma segunda substância líquida ao produto do tambor. O problema é que a vazão será a mesma, mas o escoamento deverá ser realizado com apenas um terço (1/3) da velocidade normal, por razões técnicas. Considerando π = 3, é correto afirmar que a vazão de líquido é de
A
0,008 litros por segundo e que o diâmetro interno de passagem da substância deverá ser de 30 mm.
B
0,008 m3 por segundo e que o diâmetro interno de passagem da substância deverá ser de 30 mm.
C
8 litros por segundo e que o diâmetro interno de passagem da substância deverá ser o triplo do diâmetro normalmente usado, de área 0,01 m2.
D
8 litros por segundo e que o diâmetro interno de passagem da substância deverá ser de 10 cm.
E
8 litros por segundo e que o diâmetro interno de passagem da substância deverá ser de 200 mm.
O diâmetro de um duto, por onde escoa um fluido incompressível a uma vazão de 36 m³/h, é 100 mm. Deseja-se aplicar um bico à extremidade do duto para obter uma velocidade de saída de 10 m/s. Assinale a alternativa que indica o diâmetro aproximado que o orifício do bico deverá ter para atingir o objetivo desejado.
A
210 mm.
B
42 mm.
C
35 mm.
D
21 mm.
E
7 mm.
Deseja-se medir diretamente num duto de ventilação industrial o valor da velocidade do escoamento de um fluido compressível, nesse caso o ar. Como a velocidade do ar vale cerca de 10% da velocidade do som, ele comporta-se como incompressível. Sem depender de montagem trabalhosa ou da instalação de outros dispositivos de medição, acessando diretamente o fluxo de ar, é correto citar como um meio mais prático e simples
A
o tubo de Pitot.
B
o Rotâmetro.
C
o Venturímetro.
D
o Viscosímetro.
E
uma placa de orifício associada a um bocal convergente.
Em um duto de distribuição qual o fluído que NÃO apresenta variação sem que ocorra aumento de pressão?
A
Reopéxico
B
Tixotrópico
C
Dilatante
D
Pseudoplástico
E
Água
Para projeto e otimização de instalações hidráulicas, é de fundamental importância o domínio de diversos conceitos relacionados à vazão, pressão, velocidade de escoamento, perdas de energia etc. A figura a seguir ilustra um dispositivo de grande utilidade, para diversas aplicações, que permite abordagem de todos esses conceitos. As áreas das seções circulares (1) e (3) são idênticas e maiores que da seção (2).
Analisando-se o escoamento de um líquido neste dispositivo, é correto afirmar que
A
a maior velocidade e a menor pressão ocorrem na seção (2) e que se trata de um tubo de Pitot.
B
a velocidade do escoamento é maior na seção (2) e a vazão é maior nas seções (1) e (3).
C
se fosse considerado o escoamento ideal, sem perdas de carga ou energia, valeria a equação de Bernoulli e a pressão em (3) seria maior que em (1).
D
numa situação hipotética de escoamento ideal, em relação ao real, ocorreria p3 > p2, mas v3 < v2, e p3 = p1.
E
em situação de escoamento real, ocorreria p3 > p2, mas v3 < v2 e p3 = p1.
Sobre o escoamento totalmente desenvolvido de um fluido newtoniano incompressível e com propriedades constantes (e.g. massa específica, viscosidade) em um duto circular, também conhecido como escoamento de Hagen-Poiseuille, é correto afirmar que:
A
a velocidade do escoamento só depende da coordenada axial, pois o desenvolvimento total da camada limite exclui a dependência da coordenada radial.
B
para um escoamento bidimensional em regime permanente, o uso da função de corrente satisfaz automaticamente a conservação da massa.
C
o perfil de velocidade é linear, ao invés de parabólico, como no escoamento de Couette.
D
a força motriz do escoamento é a inércia do fluido. Logo, não há gradiente de pressão no escoamento.
E
a viscosidade não possui importância nesse escoamento, pois, independentemente do número de Reynolds, as forças que dominam o escoamento são as inerciais e as de pressão.
Analise o texto abaixo:
No caso de um escoamento de um fluido .......... em duto, sua natureza (laminar ou turbulenta) é determinada pelo valor do parâmetro.......... chamado número de .......... .
Assinale a alternativa que completa corretamente as lacunas do texto.
A
compressível • dimensional • Ranquine, Ra = 2,300
B
incompressível • dimensional • Ranquine, Ra = 2,300
C
incompressível • dimensional • Rancero, Ra ≥ 3,00
D
incompressível • admensional • Reynolds, Re
E
incompressível • dimensional • Ranquine, Ra
Ano:
2019
Banca:
COMPROV/UFCG
Uma tubulação com 5 cm de diâmetro interno, transporta água para uma caixa d´água elevada. A velocidade de transporte da água é de 2,5 m/s. Qual o tempo para enchimento da caixa de 5.000 L ?
A
O tempo de enchimento será de aproximadamente 17 min.
B
O tempo de enchimento será de aproximadamente 177 min.
C
O tempo de enchimento será de aproximadamente 199 min.
D
O tempo de enchimento será de aproximadamente 1019 min.
E
O tempo de enchimento será de aproximadamente 10.19 min.
Definimos um fluido como substância que se deforma continuamente sob a ação de uma tensão de cisalhamento. Na ausência desta tensão, não haverá deformação. Os fluidos podem classificados, de modo geral, de acordo com a relação entre a tensão de cisalhamento aplicada e taxa de deformação. Nesse contexto, marque a alternativa correta.
A
Se considerarmos a deformação de dois fluidos diferentes, não newtonianos, por exemplo, glicerina e água, verificaremos que eles irão se deformar a taxas diferentes, sob a ação da mesma tensão de cisalhamento aplicada.
B
Os fluidos, nos quais a tensão de cisalhamento é diretamente proporcional à taxa de deformação, são chamados de fluidos newtonianos.
C
Os fluidos, nos quais a tensão de cisalhamento é diretamente proporcional à taxa de deformação, são chamados de fluidos não newtonianos.
D
Fluidos, nos quais a viscosidade aparente diminui com a taxa de deformação crescente, são chamados dilatantes.
Observe a figura abaixo:
\; ' </
(a i S; ¡idi'llen trada gera I
Considerando a avaliação do produto escalar da área e da velocidade na superfície de controle conforme a figura representada acima, calcule o valor do ângulo a para a saída do fluido normal a superfície de controle e assinale a opção correta.
A
0º
B
45º
C
90º
D
120º
E
180º
Na equação básica da estática dos fluidos, considerando que a pressão é independente das coordenadas x e y, dependendo apenas da coordenada z, sendo dependente de uma só variável e após simplificações decorrentes dessas considerações, chega-se a ¡; = −p . o = −y
As seguintes restrições devem ser observadas:
I- Fluido estético.
II- A gravidade não é a única força de campo.
III- O eixo z é vertical e aponta para cima.
Assinale a opção correta.
A
Apenas as afirmativas I e lI são verdadeiras.
B
Apenas as afirmativas I e III são verdadeiras.
C
Apenas as afirmativas II e III são verdadeiras.
D
Apenas a afirmativa II é verdadeira.
E
Apenas a afirmativa III é verdadeira.
Um tubo de aço com L = 5 m de comprimento realiza a comunicação entre dois reservatórios conforme mostrado na figura a seguir.
O tubo foi instalado quando a temperatura do fluido que o atravessa estava em 25 °C, e a força que as conexões A e B exerciam sobre as paredes dos reservatórios era nula. Sabendo que o fluido de trabalho varia a sua temperatura entre -5 °C e 180 °C, a força máxima exercida sobre as paredes dos reservatórios, considerando que as mesmas são estáticas e indeformáveis, é de
Dados: Eaço = 200 GPa αaço = 12.10-6 °C-1 Atubo = 3,5.10-5 m2 |
A
65,10 kN.
B
2,52 kN.
C
13,02 kN.
D
12,60 kN.
A perda de carga refere-se a perda de energia sofrida por um fluido durante o escoamento em uma tubulação.
Sobre a perda de carga em tubulações, é INCORRETO afirmar que:
A
para um escoamento real, a energia mecânica será continuamente transformada em energia térmica ao longo do comprimento do tubo.
B
um escoamento laminar real não possui perda de carga, pois a perda de carga é determinada pela turbulência de um escoamento.
C
a perda de carga de uma curva em um tubo é maior do que aquela para escoamento totalmente desenvolvido em um trecho reto de tubo de igual comprimento.
D
as perdas de carga em escoamentos através de válvulas e acessórios podem ser expressas em termos de um comprimento equivalente de um tubo reto.
E
em situações práticas de escoamento, a força motriz para manter o escoamento contra o atrito pode ser fornecida por uma bomba (para líquidos) ou por um ventilador (para gases).
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