Lista 2° Unidade de Fenômenos de Transporte
1. Ar entra entra em em um bocal bocal de forma forma cons constan tante te a 2,21 2,21 kg/m kg/m 3 e 30 m/s e sai a 0,762 kg/m3 e 180 m/s. Se a área de entrada do bocal é de 80 cm 2, determine: a) Vazão Vazão máss mássica ica atravé atravéss do boc bocal al b) Área de saída do do bocal
2. O ventila ventilador dor do banhei banheiro ro de um prédio prédio tem uma vazã vazãoo de 30 L/s e funcio funciona na continuamente. Se a densidade do ar interno é de 1.20 kg/m3, determine a massa do ar que é expelido ou que sai em um dia.
3. No esco escoam amen ento to inco incomp mpre ress ssív ível el as velo veloci cida dade dess pode podem m ser ser cons consid ider erad adas as uniformes ao longo das seções de entrada e de saída. Se o fluido em escoamento escoamento é a água, determinar uma expressão para a vazão de massa na seção 3. As seguintes condições são conhecidas: A1 = 0,1 m2; A2 = 0,2 m2 ; A3 = 0,15 m2 V1 = 5 m/s; V2 = 10 + 5 cos (4πt) m/s
4. Um tanque tanque press pressuri urizad zadoo de água tem orifíc orifício io de 10 cm de diâmetro diâmetro na parte parte inferior, onde á água é descarregada para a atmosfera. O nível de água está a 3 metros acima da saída. A pressão do ar do tanque acima do nível da água é de 300 KPa enquanto a pressão atmosférica é de 100 KPa. Desprezando os efeitos do atrito, determine a vazão de descarga inicial da água no tanque.
5. Um tanq tanque ue tem tem gran grande dess dime dimens nsõe õess e desc descar arre rega ga água água pelo pelo tubo tubo indi indica cado do.. Determine a vazão em volume de água descarregada se a seção do tubo tem área de 10 cm 2. Entrada e saída estão expostos à pressão atmosférica. ρH20 = 1000 Kg/m 3.
6. Num tubo Venturi como da figura abaixo escoa água. A área na seção (1) é de 20 cm2, enquanto que a da seção (2) é de 10 cm 2. Um manômetro cujo fluido manométrico é mercúrio (peso específico ρg = γ Hg = 13600 Kgf/m 3) é ligado entre as seções (1) e (2) e indica um desnível “h” de 10 cm. Calcule a vazão em volume de água (γ H2O = 1000 Kgf/m3).
7. Uma turbina é alimentada com 0,6 m 3/s de água por meio de um tubo com 0,3 metros de diâmetro; o tubo de descarga tem diâmetro de 0,4 metros. Determine a queda de pressão (P 1-P2) através da turbina se ela fornece 60 KW. O processo ocorre em regime permanente sem transferência de calor. ρ água = 999 kg/m3.
8. Considerar ar que é retirado da atmosfera (P = 101 KPa e T=20°C) é eliminado em uma turbomáquina. Na saída, as condições são pressão e temperatura são de 500 KPa e 130 °C respectivamente. A velocidade de saída é de 100 m/s, e a vazão mássica é de 0,8 kg/s. O escoamento é permanente e não há transferência de calor. Calcular o trabalho de eixo em KW. OBS: Considerar: A1>>>A2 z1=z2 ΔH = CpΔT H= P/ρ + u Cpar = 1000 J/kg.K
9. O ar nas condições padrão flui através de uma expansão brusca em um tubo circular. Determine as velocidades de entrada e saída e a vazão volumétrica. Considere P2-P1= 62,27 Pa. Desconsidere a perda de carga distribuída H L (ou perdas maiores) e considere a perda de carga local (ou perdas menores) como sendo Hlm devido à expansão.
Dados: Hlm = k V12/2 k = 0,8 (coeficiente de perda de carga localizada) D1 = 0,08 m D2 = 0,23 m ρar = 1,184 kg/m3 1 N = kg.m/s 2 10. Um fluido de densidade ρ = 1025 kg/m 3 entra em um compressor com uma vazão de 0,14 m 3/s. Desconsiderando as trocas térmicas e que não há elevação na temperatura do fluido, calcule o trabalho de eixo do compressor no processo. Considere regime permanente. Dados: D1=0,25 m D2=0,152 m P1=81326 Pa P2=175000 Pa
11. Um medidor venturi instalado numa tubulação de água consiste em uma seção convergente, uma garganta de área constante e uma seção divergente. O diâmetro do tubo é D = 100 mm e o diâmetro da garganta é d = 40 mm. Qual a pressão de saída da garganta se a água entra no tubo a 600 KPa com velocidade de 5 m/s?
12. Água escoa em um tubo de área transversal constante; o diâmetro do tubo é 50 mm e a velocidade do escoamento é 1,5 m/s. Na entrada do tubo, a pressão manométrica é 588 KPa e a saída é à pressão atmosférica. Determine a perda de carga no tubo. Se o tubo estiver alinhado agora de modo que a saída fique 25 m acima da entrada, qual será a pressão na entrada necessária para manter a mesma vazão? Se o tubo estiver alinhado agora de modo que a saída fique 25 m abaixo da entrada, qual será a pressão necessária na entrada para manter a mesma vazão? ρ água = 999 kg/m3.
13. A pressão de entrada da água em uma tubulação de diâmetro constante é de 8,5 Mpa e sua elevação é de 45 m; na saída, a elevação é de 115 m. a perda de carga na seção da tubulação é de 6,9 KJ/Kg. Calcule a pressão de saída.
14. Um tubo liso horizontal, de 75 mm de diâmetro, transporta água (65°C). Quando a vazão é de 0,075 kg/s, a queda de pressão medida é de 7,5 kPa por 100 m de tubulação. Baseado nessas medidas, qual o fator de atrito? Qual o n° de Reynolds? O escoamento é laminar ou turbulento? µ ag = 4.10-4 N.s/m2; ρágua = 999 kg/m3.
15. Água a 15 °C (ρ água = 999 kg/m 3 e µ ag = 1.10-3 Kg/m.s) escoa estacionariamente em um tubo horizontal de 0,05 m de diâmetro e feito de PVC ( ɛ=0,00002) a uma vazão de 0,006 m 3/s. O escoamento é laminar ou turbulento? Determine a perda de carga em metros e a queda de pressão em uma seção de tubo de 80 m de comprimento. Desconsiderar as perdas de carga menores
16. Um fluido à temperatura de 90 °F escoa a uma vazão de 16000 ft 3/min em uma tubulação de 1000 ft de comprimento e 4 ft de diâmetro. A viscosidade cinemática do fluido é ν = 1,75.10 -4 ft2/s e o tubo é feito de aço comercial com rugosidade ɛ = 0,00015. O escoamento é turbulento ou laminar? Utilize o diagrama de Moody para achar o fator de atrito f . Calcule a perda de carga em ft (pés).
17. Um fluido à temperatura de 70 °F escoa a uma vazão de 1,824 ft 3/s em uma tubulação de 1200 ft de comprimento e 0,67 ft de diâmetro. A viscosidade cinemática do fluido é ν = 1,06.10 -4 ft2/s e o tubo é feito de aço comercial com rugosidade ɛ = 0,00015. O escoamento é turbulento ou laminar? Utilize o
diagrama de Moody para achar o fator de atrito f . Calcule a perda de carga em ft (pés).
