Questões de Concurso sobre Mecânica dos Fluidos

Um tubo de pitot é inserido em um escoamento de ar (na condição–padrão) para medir a velocidade do escoamento. O tubo é inserido apontando para montante dentro do escoamento, de modo que a pressão captada pela sonda é a pressão de estagnação. A pressão estática é medida no mesmo local do escoamento com uma tomada de pressão na parede. Se a diferença de pressão é de 30mm de mercúrio, determine a velocidade de escoamento. Admita que o escoamento em regime permanente, escoamento incompressível e desaceleração sem atrito.

Os fluidos mais comuns tais como água, ar e gasolina, são considerados fluidos newtonianos em condições normais. Assinale a alternativa que indica o comportamento de um fluido newtoniano no diagrama reológico a seguir:

Um reservatório esférico com diâmetro interno de 6mdestinado ao armazenamento de hidrogênio gasoso explodiu durante a etapa de carregamento. Entre as hipóteses avaliadas pela equipe de peritos está a operação do sistema com pressão acima do limite permitido, devido a uma falha na válvula de segurança. Além disso, foi constatada a ausência de aquisição de dados do transdutor de pressão instalado no interior do tanque pelo sistema supervisório. Momentos antes da explosão, a temperatura e a massa de hidrogênio armazenada no reservatório, monitoradas pelo sistema supervisório, eram de 20 ºC e de 1,2 toneladas, respectivamente.

Considerando o hidrogênio como um gás ideal, assinale a alternativa que apresenta, corretamente, a pressão manométrica no interior do reservatório momentos antes da explosão.

Dados: Massa molar H₂: 2 kg/kmol

Dados: Constante universal dos gases: 8,3 kJ/kmol-K

Dados: Pressão atmosférica local: 100 kPa

Atente à seguinte figura, que representa um manômetro diferencial, em que o fluido "A" é água, "B" é óleo e o fluido manométrico é mercúrio.

Considere uma tubulação horizontal com área de 500 cm² de seção transversal interna, onde se deseja calibrar a pressão na garganta de um tubo de Venturi para medir uma vazão volumétrica de 0,5 m³/s de gasolina que escoa em seu interior a uma pressão de 200 kPa (antes do Venturi). A área na seção do Venturi é reduzida para 250 cm², região onde a pressão deve ser mensurada. A massa específica desse combustível é de 800 kg/m³, e as expressões de Bernoulli e da vazão são as seguintes:

$\frac{\mathbf{p}}{\mathbf{p}}$ + $\frac{{\omega }^2}{2}$ +𝒈𝒛=𝒄𝒐𝒏𝒔𝒕𝒂𝒏𝒕𝒆 (Bernoulli) e 𝑸=𝝎𝑨 [ $\frac{m^3}{s}$ ] (Vazão Volumétrica)

Assinale a alternativa que indica a velocidade do fluido e a pressão, ambas na garganta do Venturi, em m/s e kPa, respectivamente:

Cavitação é um fenômeno que ocorre na passagem do fluido de uma zona de baixa pressão, onde bolhas de vapor podem ser formadas, para uma zona de alta pressão, onde as bolhas de vapor implodem, arrancando material do rotor. Esse fenômeno pode ocorrer devido a problemas de montagem ou mesmo à falta de manutenção. A cavitação acarreta perda de rendimento, ruído, erosão e vibração, o que pode levar a máquina de fluxo à perda total ou ao colapso da instalação. Para que esse fenômeno de cavitação possa ser solucionado, são procedimentos necessários, EXCETO:

No estudo dos modelos matemáticos de mecânica dos fluidos é comum a utilização da equação de Navier-Stokes para líquidos newtonianos, como mostrada a seguir.

$v_x^{\circ }\frac{\partial v_x^{\circ }}{\partial x^{\circ }}+v_z^{\circ }\frac{\partial v_z^{\circ }}{\partial z^{\circ }}=\frac{g{L}_r}{v_{\infty }^2}-\frac{\partial p^{\circ }}{\partial z^{\circ }}+\frac{{\mu }^{\circ }}{{\rho }^{\circ }}\left(\frac{{\partial }^2{v}_z^{\circ }}{\partial {\left(x^{\circ }\right)}^2}+\frac{{\partial }^2{v}_z^{\circ }}{\partial {\left(z^{\circ }\right)}^2}\right)$

Nessa equação,

Um tubo em “U”, em que ambos os lados são abertos a atmosfera, está preenchido com fluido manométrico (r = 15000kg/m³) na base. Em um lado do tubo, uma coluna d’água (r = 1000kg/m³) eleva-se 800mm acima do fluido manométrico, no outro lado, outra coluna de água eleva-se 500mm acima do fluido manométrico. Assinale a alternativa que indica a diferença de altura, em milímetros, entre as superfícies livres das colunas de água. Dado: dp/dz=-rg

Um engenheiro se depara com a seguinte situação: no recebimento de um vaso de pressão cilíndrico, com tampas esféricas, formato e dimensões externas estabelecidas na figura abaixo, ele quer ter certeza da espessura da chapa de aço utilizada na fabricação do produto. Dessa forma, ele se certifica que o vaso está completamente vazio, e enche esse vaso com água até transbordar. Na medição de volume de água que preencheu totalmente o vaso, ele encontrou o seguinte resultado: 10,16 m3. Assinale a alternativa que apresenta o valor mais provável da espessura da chapa utilizada para a fabricação desse vaso.

Atente à seguinte figura, onde se representa um tubo em "U" que atua como um sifão de água.

Observe que a curva do tubo fica a 2 m acima da superfície da água de um reservatório de grande capacidade, e a saída do tubo fica a 10 m abaixo da curva. A água sai na extremidade do sifão como um jato livre à pressão atmosférica. Considerando a água como um fluido incompressível, e um fluxo sem atrito e em regime permanente, pode-se afirmar corretamente que a velocidade do jato de água ao sair do tubo é

A rede de distribuição de água das cidades utiliza bombas centrífugas que operam, segundo sua curva característica, na condição de máximo rendimento. Logo, nessas bombas a pressão e a vazão precisam ser controladas. No caso de expansão da rede de água, onde seja necessário o aumento apenas na vazão, uma possível solução prática é

Sobre os medidores de vazão do tipo turbina, é CORRETO afirmar: