LISTA DE EXERCÍCIOS – QUANTIDADE QUANTIDADE DE MOVIMENTO 1. Em uma curva de redução (350mm na entrada e 200mm na saída), disposta no plano vertical, a vazão é de 0,28m3/s de água. A pressão na entrada é de 68661,67Pa. Tratando-se de curva de pequeno comprimento, considera-se a mesma cota para os pontos 1 e 2, entre os quais se desprezam as perdas de energia do fluido real. Sendo V=0,084m3, o volume da água contida nessa curva, obter o módulo da reação ao empuxo total na curva e o ângulo entre OX e essa reação. (R: 10888N e 26,5°)
2. Água escoa a pressão de 10kgf/cm2 através de uma tubulação disposta no plano horizontal e com diâmetro de 200mm. Em certo trecho da tubulação, a uma curva de 90° para cima, com o mesmo diâmetro, presa em um bloco de ancoragem, sobre a qual atua o empuxo total de 6 toneladas. Determinar a vazão em volume desta tubulação. (R: 0,58m3/s) 3. Um jato de água ( ρ=1000kg/m3) encontra uma placa curva, fixa, que faz uma deflexão de 90° para cima, sem deformação do jato. Seu diâmetro e sua velocidade média são D=25mm e ub=35m/s, respectivamente. Desprezando as perdas de energia e o peso do fluido, obter a reação total e as suas componentes. (R: 850,36N) 4. Um jato de querosene, com D=20mm e ub=18m/s, faz uma deflexão de 90° para cima, sem deformar-se, ao encontrar uma placa fixa. A reação total é de 11,012kgf. Calcular a massa específica do querosene. (R: 749,2kg/m3) 5. Um jato de óleo diesel (ρ=899,577kg/m3), com D=1,5cm e Q=1,77litros/s, faz uma deflexão de 90° para cima, sem deformação, ao bater contra uma placa fixa. Obter a reação total e suas componentes. (R: 22,5N) 6. Água está escoando em regime permanente através de um cotovelo de 180º, conforme mostrado na figura abaixo. Na entrada do cotovelo a pressão manométrica é de 96 kPa. A água é descarregada a pressão atmosférica. Admita que as propriedades são uniformes nas áreas de entrada e saída; A1= 2600 mm2, A2= 650 mm2 e ub1= 3,05 m/s. Determine a força resultante necessária para manter o cotovelo no lugar. (R: R x =370 N)
7. Água a 20°C escoa através de um duto de 5 cm de diâmetro com uma curva vertical de 180°, como mostra a figura. O comprimento total do tubo entre os flanges 1 e 2 é de 75 cm. Quando a vazão é de 23,47 L/s, tem-se P1=165 kPa e P2=134 kPa. Desprezando o peso do tubo, determine a força total que os flanges devem suportar para esse escoamento. (R: R = 1148 N)
8. Água escoa em regime permanente através do bocal mostrado, descarregando para a atmosfera. Calcule a componente horizontal e vertical da força na junta flangeada. (R: R=206 lbf)
9. Água a 20°C escoa em regime permanente através de uma curva com redução em um tubo como mostra a figura. As condições conhecidas são P1=350 kPa, D1=25 cm, ub1=2,2 m/s, P2=120kPa e D2=8 cm. Desprezando o peso da água e da curva, calcule a força total que deve ser suportada pelos parafusos dos flanges. (R: Rx = 20340N)
10. Um jato de água de 60mm de diâmetro incide sobre uma placa tal como mostrado na figura abaixo. Se o peso total suportado é de 825N, determine a velocidade do jato. (R: 17,08m/s).
11. Considere o escoamento de água através de um cotovelo de 90° em regime permanente. Na seção (1) da entrada o diâmetro é 120mm, a velocidade é 4m/s e a pressão relativa é 120kPa. Na seção (2) da saída o diâmetro é 60mm sendo o fluido descarregado para a atmosfera com velocidade de 16m/s. Determinar a reação horizonta e vertical. (R: Rx=1516N e Ry=724N)
12. Considere uma tubulação que escoa água com a curva mostrada na figura. O ângulo em relação ao plano horizontal é igual a 40°. Os diâmetro da tubulação é D1=100mm e o diâmetro do bocal na saída é D2=30mm. Considere um fluxo de massa igual 15,29 Kg/s e pressão relativa em (1) igual a p1=232 kPa. Determine o módulo da resultante. (R: Rx=2105,25N e Ry=212,60N)
13. A figura abaixo mostra um bocal curvo que descarrega para atmosfera. O bocal pesa 10 lbf e seu volume interno é 150 in 3. O fluido é água. Determine a força de reação do bocal sobre o acoplamento do tubo de admissão com o bocal. (R: Rx=26,7lbf e Ry=139lbf)
14. No trecho (1)-(2) da tubulação, escoa água em regime permanente. A vazão de água que escoa é de 0,01 m³/s. Qual é a força resultante aplicada pelo fluido na tubulação, sabendo que a pressão no ponto 1 é de 150 kPa e que o comprimento da tubulação é de 2,5 m? ( R: R=340N).
