Questões de Concurso sobre Fundamentos e Análise da Cinemática de Escoamentos

As bombas hidráulicas possuem desempenhos diferentes para cada altura de trabalho em metros de coluna d’água (mca). Por isso, os fabricantes dessas bombas devem indicar, nas embalagens de comercialização, a curva de rendimento para um intervalo típico de uso. Analisando o gráfico a seguir, observa-se que, para uma altura de trabalho de 30 m, há a vazão de 1200 L/h e, considerando que, nessa situação, a bomba dissipa uma potência elétrica de 160 W, estima-se que o rendimento de conversão eletromecânica dessa bomba seja de:

Use g = 10 m/s² e densidade da água 1000 kg/m³.

Fonte: IFSP, 2023.

Considere-se um tubo de Venturi horizontal cujo diâmetro da garganta é igual a 25% do diâmetro da região de maior diâmetro, operando sem perdas de carga. A velocidade do fluido incompressível que escoa na garganta do Venturi será de X vezes a velocidade no maior diâmetro.

Considerando o contexto apresentado, é correto afirmar que X será igual a

Um fluido incompressível passa em um trecho reto de tubulação, cuja seção transversal muda de 24 cm² para 12 cm² , formando a garganta de um Venturi. A velocidade desse fluido na garganta é de 3 m/s.

Qual é a velocidade desse fluido, em m/s, na seção de maior diâmetro?

Qual grandeza pode ser medida por um tubo de Pitot?

Na medição da vazão, leva-se em consideração o volume ou a massa de um fluido deslocado pela seção da tubulação que o conduz, desprezando-se o tempo transcorrido no deslocamento.

O diâmetro do tubo horizontal que é de 300 mm é repentinamente aumentado para 600 mm. A taxa de fluxo de água através deste tubo é de 0,4 m³/s.

Fonte: Banca Examinadora, 2023.

Marque a opção que apresenta a perda de carga, devido a este aumento súbito.

Poderão ser consideradas como hipóteses simplificadoras: escoamento permanente; incompressível; sem atrito; escoamento ao longo de uma linha de corrente e sem variação de energia potencial.

A instalação dos referidos medidores pode ser realizada imediatamente a jusante de uma válvula presente na tubulação, pois a precisão das medições realizadas por esses dispositivos independe do local de instalação.

Uma bomba cujo rotor apresenta entrada bilateral é utilizada para bombear 0,18 m³/s para $\sqrt[3]{81}$ m de altura, operando a 600 rpm.

Qual o valor, em rpm, do número específico de rotações dessa unidade de bombeamento?

Um fluido escoa em regime permanente em um trecho de tubulação, passando por uma seção de área constante de 10 m², com velocidade de 10 m/s. Após uma redução, esse fluido passa a escoar por uma tubulação de área 5 m². Sabe-se que, antes da redução, o fluido apresentava massa específica de 4 kg/m³, passando para 8 kg/m³ após a redução.

Qual a velocidade do fluido na seção de menor área, em m/s?

Há mais chance de se encontrar escoamentos turbulentos em tubos com fluidos mais viscosos.

As ciências térmicas fazem uso dos modelos laboratoriais para realização de projetos de engenharia. Com o levantamento de dados adimensionais coletados nesses ensaios, é possível obter uma boa expectativa do comportamento do sistema a ser projetado e, assim, fazer o dimensionamento adequado.

A coluna da esquerda apresenta os números adimensionais aplicados em processos de transferência de calor e de escoamento de fluidos e a da direita, sua característica ou aplicação em virtude do fenômeno físico. Numere a coluna da direita de acordo com a da esquerda.

Marque a sequência correta.

Se um escoamento entre pás de turbinas a vapor não apresenta variação de pressão e não existem irreversibilidades, então não há variações no valor da velocidade relativa durante o escoamento entre as pás.

Em um edifício de 8 pavimentos, a vazão máxima instalada devido ao uso de diversos aparelhos, em uma coluna de distribuição de 60 mm de diâmetro, é de 7,5 litros por segundo. Dessa forma, a velocidade do escoamento para esta situação é, aproximadamente, de:

Considere uma mistura bifásica líquido-vapor. A massa específica do vapor é 10 kg m^-3, e a massa específica do líquido é 800 kg m^-3. A velocidade superficial do vapor é 1 m s^-1, e a velocidade superficial do líquido é 0,1 m s^-1. Sendo assim, o fluxo mássico total da mistura bifásica é

Os instrumentos utilizados para medição de pressão são os manômetros. Qual das alternativas abaixo tem todos os elementos que fazem parte de sistemas utilizados em manômetros?

O comportamento dos fluidos em escoamento vem sendo estudado desde o século XVIII. O principal ponto de interesse é a perda de carga ao longo da canalização, o que corresponde a se determinar um fator de atrito, sendo que para tal foram desenvolvidas diversas formulações. Dentre as formas de se obter o fator de atrito destaca-se o diagrama de Staton segundo Moody com o qual, em regime turbulento, são necessários dois parâmetros para se obter o fator de atrito.

Assinale a alternativa correta sobre quais são os parâmetros

Analise as afirmativas abaixo com relação à perda de carga em circuitos hidráulicos.

1. Na equação de Darcy e Weisbach, o cálculo do fator de atrito (f) depende da condição do escoamento, se é laminar ou turbulento.

2. O diagrama de Moody é usado para calcular o fator de atrito quando o escoamento é laminar.

3. A perda de carga localizada ou acidental é referente à passagem por conexões, válvulas etc.

4. A perda de carga distribuída ou contínua depende somente da vazão do fluido, do diâmetro do tubo e da espessura da sua parede.

Assinale a alternativa que indica todas as afirmativas corretas.

Um afluente escoando a Q_a=10 m³/s é alimentado por um efluente com uma vazão de Q_e=5 m³/s. A concentração de cloretos a montante da junção é de C_a=25 mg/L, enquanto a concentração de cloretos do efluente é C_e=40 mg/L. Considere que o cloreto não sofre transformações químicas e se conserva.

Assuma que os dois fluxos se misturam completamente na junção e, por isso, operam em regime permanente. Os valores da vazão, em m³/s, e a concentração de cloretos, em mg/L, a jusante da junção são, respectivamente:

Água escoa num tubo circular de 5 cm de diâmetro interno e comprimento de 4 m, com a vazão mássica de 0,314 kg s^-1. O tubo é aquecido uniformemente por um fluxo térmico de q_w" = 400 kW m^-2. A temperatura de saturação T_sat = 280 ^oC. O calor específico da água é 5 kJ kg^-1 K^-1. O coeficiente de transferência de calor convectivo entre a parede e água em fase líquida h_$\ell$o = 10 kW m^-2 K^-1. A temperatura da água na entrada do tubo é 200 ^oC. Usa-se a correlação de Griffith para o afastamento de bolhas

T_sat - T_b,D = $\frac{q_w^{"}}{5h_{{\ell }^{\prime }o}}$

onde T_b,D é a temperatura média do fluido refrigerante na posição Z_D, em que ocorre o afastamento de bolhas da parede.

Essa posição Z_D, a partir de que o afastamento de bolhas ocorre, medida em distância da entrada do tubo, em m, é