Listas de Exercícios Prova Fenômenos

FENÔMENOS DE TRANSPORTE I - 2ª LISTA DE EXERCÍCIOS EXERCÍCIOS CINEMÁTICA DOS FLUIDOS – 1ª PARTE – CLASSIFICAÇÃO DO ESCOAMENTO

1. O campo de velocidade de um escoamento é dado por: Onde x, y e z. São medidos em metros. Determine a velocidade do fluido na origem (x  y  z  !".

#. $ara os campos de velocidades dados a seguir, determine: a" Se o campo campo do escoa escoamen mento to é uni, uni, %i, ou tridi tridimens mension ional& al& %" Se o escoam escoamento ento é perma permanent nente e ou não& não& (considere 'ue a e % são constantes"

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Alguns exercícios da sua lista apresentam as variáveis a, b, c e d. Essas variáveis dependem da sua matricula como segue nos exemplos: Exemplo geral: RGM XXYYZZ! " a# ZZ, $# YY, c# XX, d#! RGM %&'()*'+ " a# )*, $# '(, c# %&, d#'+ RGM *'()*'+ " a# )*, $# '(, c#*, d#'+

Alessandro Henrique dos Santos

N1

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. O campo de velocidade de um escoamento é dado por: Onde x e y são medidos em metros. Determine: a" )eloc )elocida idade de do flui fluido do na origem origem (x  y  z  !" %" )eloc )elocida idade de do flui fluido do no ponto ponto (,1,!" (,1,!".. c" *celera *celera+ão +ão do flui fluido do no ponto ponto (, (, 1, !"

4. Dado o campo de velocidades: a"

-a+a um grfico grfico do valor valor do modulo modulo do vetor vetor velocida velocidade de com rela+ão rela+ão ao tempo tempo para !







5. Um campo de velocidade de uma partícula do fuido é dado por:

a" %" c" d" e" f"

)erifi' )erifi'ue ue se o escoamento escoamento é uni, uni, %i ou tridimen tridimensional sional )erifi' )erifi'ue ue se o escoamento escoamento é em regime regime permanente permanente ou não permanente. permanente. Determinar Determinar se o escoamento escoamento é compress compress2vel 2vel ou incompre incompress2ve ss2vell Determinar Determinar a velocid velocidade ade da part2cula part2cula de fluido fluido no ponto ponto (3#," (3#," Determine Determine o ponto de estagna+ão estagna+ão do escoamento escoamento do fluido Determi Determine ne a acele acelera+ã ra+ão o da part2c part2cula ula de de fluido fluido para para o ponto ponto (3#, (3#," "

6. alc alcul ule e o valo valorr do veto vetorr velo veloci cida dade de para para !"#$ !"#$#% #%#t #t&& ' !1#( !1#(#1 #1#1 #1&& e clas classi si)q )que ue o esco escoam amen ento to em uni# uni# *i ou trid tridim imen ensi sion onal al e em permanente ou transit+rio.







R!"#!$a!% 1& v  4,#5 m6s. 2& (1" 7ni, $erm (#" 8i, $erm (" 7ni, 9 $erm (5" 8i, $erm '& 3 4.

(0" 8i, 9 $erm (" 8i, $erm (4" 8i, 9, $erm



(& (a" 8idimensional (%" $ermanente (c" ;ncompress2vel (d" v  4,# m6s (e" (x,y"  (3!,#1, 3!,105" (f" a  1<,1! m6s# )& v  4,4 m6s, =ridimensional, $ermanente. *& FENÔMENOS FENÔMENOS DE DE TRANSPOR TRANSPORTE TE I - 2ª LISTA LISTA DE EXERCÍC EXERCÍCIOS IOS CINEMÁTICA DOS FLUIDOS – 2ª PARTE – N+ DE RE,NOLDS 1. >alcul >alcular ar o n?mero n?mero de @eynold @eynoldss e identi identific ficar ar se o escoam escoament ento o é lamina laminar, r, de transi transi+ão +ão ou tur%ulento sa%endo3se 'ue em uma tu%ula+ão com diAmetro de 5 cm escoa gua com uma velocidade de !,!0m6s.







#. Determine Determine o n?mero n?mero de @eynold @eynoldss para uma uma aeronave aeronave em escala reduzida reduzida sa%endo3se sa%endo3se 'ue a velocidade de deslocamento é v  1 m6s para um voo realizado em condi+Bes de atmosfera padrão ao n2vel do mar (C  1,##0 g6mE". >onsidere a dimensão caracter2stica c  !,0 m e F  1,<4G5 x 1!30 g6m.s.

. 7m determi determinad nado o l2'uido, l2'uido, com C  1#!! g6mE, g6mE, escoa escoa por uma tu%ula tu%ula+ão +ão de diAmetr diAmetro o igual a  cm com uma velocidade de !,1 m6s. Sa%endo3se 'ue o n?mero de @eynolds é G055,0, determine 'ual a viscosidade dinAmica do l2'uido.

5. *cetona *cetona escoa escoa por uma tu%ula+ão tu%ula+ão em regime laminar com um n?mero de @eynolds @eynolds de de 14!!. Determine a mxima velocidade do escoamento permiss2vel em um tu%o com # cm de diAmetro, de forma 'ue esse n?mero de @eynolds não seHa ultrapassado. $rocurar o valor da viscosidade na ta%ela nos slides da aula.







0. Sa%e Sa%end ndo3 o3se se 'ue um dete determi rminad nado o l2'ui l2'uido do escoa escoa por uma tu%ul tu%ula+ã a+ão o de #,0 cm de diAmetro diAmetro a uma velocidade velocidade de 1,4 m6s, cuHa viscosidade viscosidade dinAmica e massa espec2fica espec2fica 35 são, respectivamente, F  ,<< x 1! g6m.s e C  1#!! g6mE . Determine: a" O n?me n?mero ro de @ey @eyno nold lds. s. %" >lassifi'ue >lassifi'ue o escoamento escoamento em rela+ão rela+ão ao nI de @eynolds @eynolds.. c" * vaz vazão ão do do esco escoam amen ento to

. >onJec >onJecend endo o 'ue a gua destil destilada ada (F  1,!!# 1,!!# x 1!3 g6m.s g6m.s e C  1.!!! g6mE g6mE", ", flui através de uma tu%ula+ão de diAmetro igual a 1!,! mm e deve escoar em regime laminar, determine a mxima vazão poss2vel.

<. 7ma planta planta de processa processamento mento 'u2mico 'u2mico deve deve transport transportar ar %enzeno %enzeno (, F  5,# 5,# x 1!35 g6m.s e C  4! g6mE" de um ponto ao outro por uma tu%ula+ão de diAmetro igual a 0! mm. Kessa condi+Bes, determine: d" * velocid velocidade ade do escoamen escoamento, to, sa%endo3se sa%endo3se 'ue 'ue a vazão vazão é 11! 11! l6min. l6min. e" O n?me n?mero ro de @ey @eyno nold lds. s. f" * clas classif sifica ica+ão +ão do esco escoamen amento to segun segundo do o nI de @eynold @eynolds. s.









R!"#!$a!% 1. ,e ' 1.-/#( 0 scoamento 2aminar. (. ,e ' 33.36# 33.36# 0 scoamento scoamento ur*ulento. 74 3.  ' 3# " 1/ 89m.s. 4. v ' (-#3 (-#34 4 ms ms.. 5. !a& !a& ,e ,e ' -/./ -/./// // !*& ur*ulento ur*ulent o 6. v ' /#(/ /#(//4 /4 ms ms e ; ' 1#5 1#5 " 1/ 1/ 75 m3s. . v ' /#-3( /#-3( ms# ,e ,e ' -5.4// -5.4// 0 scoamento scoamento ur*ulento.

FENÔMENOS DE TRANSPORTE I - 2ª LISTA DE EXERCÍCIOS EXERCÍCIOS CINEMÁTICA DOS FLUIDOS – 'ª PARTE PARTE – A.ÃO A.ÃO E E/UAÇÃO DA CONTINUIDADE 1. >alcul >alcular ar o tempo 'ue levar levar para para encJer encJer um tam%or de #15 litros litros,, sa%endo3 sa%endo3se se 'ue a velocidade de escoamento do l2'uido é de !,m6s e o diAmetro do tu%o conectado ao tam%or é igual a ! mm.







. >alcul >alcule e a vazão em massa massa de um produto produto 'ue 'ue escoa escoa por uma tu%ula+ tu%ula+ão ão de !,m de diAmetro, sendo 'ue a velocidade de escoamento é igual a 1,!m6s. Dados: massa espec2fica do produto  1.#!!g6mE.

5. $ara $ara a tu%ul tu%ula+ a+ão ão mostr mostrad ada a na figur figura, a, calcu calcule le a vazã vazão o em massa massa e em volum volume e e determine a velocidade na se+ão (#" sa%endo3se 'ue *1  1! cmM e *#  0 cmM. Dados: massa espec2fica  1.!!!g6mE e v1  1m6s.







. Ko armazenament armazenamento o de um determinado determinado produto produto são são utilizados utilizados recipien recipientes tes de #15 litros. litros. $ara encJer um recipiente levam3se #! min. >alcule: a" * vazão volumétrica da tu%ula+ão utilizada para encJer os recipientes. %" O diAm diAmet etro ro da tu%u tu%ula la+ã +ão, o, em mil2m mil2metr etros os,, sa%en sa%endo3 do3se se 'ue 'ue a velo veloci cidad dade e de escoamento é de 0 m6s. c" * produ+ão apNs #5 Joras, desconsiderando3se o tempo de deslocamento dos recipientes.







4. Pgua Pgua é descar descarreg regada ada do reservat reservatNri Nrio o (1" para os reserv reservatNr atNrios ios (#" e (". Sa%endo3 Sa%endo3se se 'ue v#  65v e 'ue v1  1!l6s, determine: a& < temp tempo o nece necess ss=r =rio io para para se enc>e nc>err comp comple leta tame ment nte e os reservat+rios !(& e !3&. *& ?etermine os di@metros das tu*ulaBes !(& e !3& sa*endo7se que a velocidade de saída é v( ' 1ms e v3 ' 1#5ms. ?ado: C ' 1.///89mD.







1!. >alcule >alcule a vazão em massa de um produto 'ue 'ue escoa por uma tu%ula+ão tu%ula+ão de #0 cm de diAme diAmetr tro, o, send sendo o a velo veloci cida dade de de esco escoam amen ento to igual igual a !,G !,G m6mi m6min. n. Dado Dado:: massa massa espec2fica  1.#!! g6m. *dicionalmente, calcule o tempo necessrio para carregar o tan'ue de um caminJão com # toneladas do produto.









t  1,4Q D  #0,5 mm. m  45,4# g6s. ;m ' ( 89sE ; ' /#/1/ m 3s e v( ' ( ms. !a& ;3 ' /#/41 m 3s e v3 ' /#-6 ms. !*& v4 ' (#66 ms. )& !a& ; ' /#13 ls. !*& ? ' 6#4 mm. !c& ( recipientes. *& v ' 4#13 ms & !a& t ' (333 s. !*& ?( ' /#/4 m e ? 3 ' /#// m. & C ' -33#33 89mD e v ' -#-4 ms. 13& ;m ' /#4 89m 3 e t ' (.(63#5 se9undos. 11& FENÔMENOS DE TRANSPORTE TRANSPORTE I - 2ª LISTA LISTA DE EXERCÍCIOS CINEMÁTICA DOS FLUIDOS – 0ª PARTE – E/UAÇÃO DE 4ERNOULLI 1& 2& '& 0& (&

1. Uma tu*ula tu*ulaFo Fo >ori%on >ori%ontal tal de =9ua =9ua passa passa do G 15 cm para para o G de #5 cm. Se as pressBes sFo# respectivamente# 4 89cm ( e 1#5 89cm (# calcular a va%Fo no tu*o.







4. Jara ara o sistem sistema a da )9ura )9ura a*ai" a*ai"o# o# determ determina inarr a va%Fo va%Fo e as pressB pressBes es nos pontos 1# (# 3 e 4. < tu*o est= c>eio de =9ua e a descar9a se processa na atmosera através de um *ocal de 5 cm de di@metro.







1. ; ' /#1/1 m3s. (. J  1G,0< m. 3. v1 '13#( '13#(1 1 ms# ms# v( ' 3#6 ms e ; ' /#/6 /#/6 m 3s. 4. ; ' /#/14 m3s # v4 ' -#4 -#4 ms# ms# p( p( '7 '73# 3#( ( m# p3 p3 ' 7/#( 7/#(  m. m.

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