Questões de Concurso sobre Mecânica dos Fluidos

O sistema hidráulico mostrado na figura abaixo opera com um óleo de densidade relativa igual a 0,85.

Com o pistão do sistema em repouso, o manômetro do sistema indica uma pressão de 70 kPa. Considerando que a massa específica da água a 4ºC é 1000 kg/m³ e a aceleração da gravidade é 10,0 m/s², o peso do pistão, em [N], é:

A água (Fluido ideal) escoa em um tubo de diâmetro a uma velocidade VA = 1m/s no ponto "A" indicado na Figura 1. É ligado a esse tubo, no ponto "A", um piezômetro que marca 0,25 m de coluna de água. O ponto "A" está à altura de 11 m em relação ao plano de referência. A água que escoa no tubo "A" sofre uma redução no trecho "B" de diâmetro dB ligado onde foi instalado um manômetro que indica uma pressão de P = 9:000kgf = m². O ponto "B" encontra-se a 2,1m, em relação ao plano de referência (Y_agua = 1.000kgf = m³ ; g = 10m = s²). De posse dessas informações, podemos afirmar que a velocidade da água escoando no ponto "B" é igual a:

Sobre os fundamentos da mecânica dos fluidos, analisar os itens abaixo:

I. Escoamento laminar é aquele em que as partículas se deslocam em lâminas individualizadas, sem troca de massa entre elas. Escoamento turbulento é aquele em que as partículas apresentam um movimento aleatório macroscópico, isto é, a velocidade apresenta componentes transversais ao movimento geral do conjunto de fluido. No caso de tubos, para Reynolds >2000, o escoamento é dito laminar; já para Reynolds <2400, o escoamento é dito turbulento.

II. Na equação da energia, válida para fluidos compressíveis e com efeitos térmicos, o balanço das energias deve ser feito considerando a variação da energia térmica e o calor, sem destacar a perda de carga que, de certa forma, torna-se irreconhecível, ou seja, fica englobada nos efeitos térmicos.

III. O número de Reynolds (Re) é proporcional ao quociente das forças de inércia e viscosas do escoamento. O número de Euler (Eu) indica a relação entre as forças de pressão e as forças de inércia no escoamento de um fluido. O número de Froude (Fr) representa a relação entre as forças de inércia e as forças devidas à aceleração da gravidade. O número de Mach permite classificar os escoamentos em subsônicos (Mach <1), sônicos (Mach=1) e supersônicos (Mach >1), de características diferentes qualitativa e quantitativamente.

Está(ão) CORRETO(S):

O tanque da Figura 5 abaixo está sendo preenchido por água, mediante duas entradas. Na parte superior do tanque, há uma camada de ar, e a altura da água é h. Sendo D1 = 100 mm, D2 = 300 mm, V1 = 3 m/s, V2 = 2 m/s e área tanque At = 0,2 m², e assumindo água a 20ºC, encontre a expressão para a mudança da água na altura e determine a razão dh/dt.

Figura 5

O pequeno barco da figura abaixo é levado a velocidade constante V₀ por um jato de ar comprimindo oriundo de um orifício de 3 cm de diâmetro, com velocidade V_e = 400 m/s. As condições do jato são p_e = 1 atm e T_e = 30ºC. O arrasto do ar é desprezível, e o arrasto no casco é k(V₀)² , em que k = 19 Ns²/m².

Considerando $\frac{p_e}{RT}$ ≈ 1,165 ^𝐾𝑔⁄𝑚³; $\sqrt{16291}$ = 127,6; $\sqrt{23084}$ ≅ 151,9; 𝜋 = 3,14; $\sqrt{19}$ = 4,4, a velocidade V₀ do barco é, em m/s:

O escoamento permanente incompressível entre as placas paralelas, de acordo com a figura abaixo, possui velocidade uniforme na entrada, u = U₀ = 16 cm/s, desenvolvendo-se a jusante num perfil laminar parabólico, u = az(z₀ - z), em que a é uma constante. Se z₀ = 4 cm e o fluido um óleo SAE 30, a 20^oC , o valor de u_máx em cm/s é:

Um bocal convergente é alimentado com nitrogênio a 200 kPa e 500 K. O escoamento na seção de descarga do bocal apresenta temperatura e pressão iguais a 350 K e 100 kPa.

Sabendo que a velocidade do nitrogênio na seção de alimentação do bocal é pequena, que o bocal é adiabático e que 𝐶_𝑃𝑁2 = 1042 𝐽 ⁄𝐾𝑔℃ , a velocidade do escoamento na seção de descarga do bocal é:

A figura a seguir ilustra a transformação de um gás monoatômico ideal do estado A para o estado B.

A quantidade de calor fornecida a esse gás para essa transformação foi de

A componente de velocidade paralela a uma parede plana de um escoamento bidimensional permanente é dada por

𝑢(𝑥, 𝑦) = 𝑈 $\left(\frac{2y}{\epsilon x}-\frac{3y^2}{2{\epsilon }^2{x}^2}\right)$

onde 𝜀 e 𝑈 são constantes. Considerando a condição de contorno de não deslizamento na parede plana (𝑦 = 0), a componente de velocidade transversal a parede plana - 𝑣(𝑥, 𝑦) - é dada por:

Em um duto, o salto de pressão é de 125.000 Pa, e a diferença de altura é de 2,5 m. O fluido é água com densidade 1000 kg/m³, viscosidade dinâmica 1,02*10-⁶ m/s², velocidade 5 m/s e gravidade 9,8 m/s². Calcule a perda de carga total do sistema.

Um líquido ideal, incompressível, escoa em regime permanente em trecho de tubulação na seção (1). No trecho (2) do tubo, ocorre uma redução. Se o trecho do diâmetro do tubo na seção (1) é o dobro do trecho da redução na seção (2). Podemos afirmar que a expressão para a velocidade na seção (2) para esse escoamento é:

Nos projetos de instalação de bombeamento, os fabricantes fornecem gráficos de seleção das bombas para um determinado campo de aplicação. Os fabricantes fornecem, ainda curvas características visando a obtenção de melhor condições de funcionamento e de rendimento. A Figura 1, mostra uma curva característica com a variável Vazão (Q) versus Altura Manométrica (Hman).

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

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.

Analise a Figura 05 abaixo:

Figura 05

O motor a jato de um avião, Figura 4, queima 1 kg/s de combustível quando a aeronave voa a uma velocidade de 125 m/s. A massa específica do ar é de 1,2 kg/m³, a massa específica do gás na saída é de 0,5 kg/m³ e as áreas das seções transversais da turbina são A1=0,3 m² e A3=0,2 m². Utilizando a lei da conservação de massa, determine a velocidade dos gases na seção de saída.

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.

Em relação à perda de carga em uma instalação hidráulica, assinale com V as afirmativas verdadeiras e com F as falsas.

( ) O material empregado na fabricação do tubo pode alterar a perda de carga.

( ) A perda de carga em uma tubulação independe do processo de fabricação deste tubo.

( ) O revestimento interno de uma tubulação pode ser aplicado para reduzir a perda de carga.

( ) A natureza de um fluido, o diâmetro da tubulação e o regime de escoamento influenciam a perda de carga em uma tubulação.

Assinale a sequência correta.

Em um duto de distribuição qual o fluído que NÃO apresenta variação sem que ocorra aumento de pressão?

A pressão de um Teste hidrostático em vasos de pressão e trocadores de calor é de (1,5 x PMTA). Então, um vaso de pressão que possui um PMTA de 10,55 Kgf/cm² terá uma pressão de teste hidrostático de:

Os líquidos no manômetro na figura abaixo são considerados estáticos e incompressíveis. Nesta situação, a pressão P1 no manômetro é

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Dados: ${\rho }_A$ : densidade do líquido A; ${\rho }_B$ : densidade do líquido B; g: aceleração gravitacional.