Questões de Concurso
Sobre fundamentos e análise da cinemática de escoamentos em engenharia mecânica
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Cada próximo item apresenta uma situação hipotética, seguida de uma assertiva que deve ser julgada com base nos conceitos de hidrodinâmica.
Um escoamento permanente e incompressível atravessa um bocal convergente cuja área da seção de entrada é o dobro da área da seção de saída. O escoamento pode ser considerado uniforme em cada seção do bocal, que se encontra na horizontal.
Nessa situação, considerando que a velocidade da entrada seja igual a U e que a massa específica do fluido seja igual a ρ, então a diferença de pressão entre a entrada e a saída do bocal será igual a 3/2ρU2 .
Considere que água escoe através de um dispositivo de distribuição como ilustrado na figura acima, em que D0 e U0, D1 e U1, D2 e U2 são os diâmetros da tubulação e velocidades do fluido na seção de entrada e nas duas seções de saída, respectivamente. O escoamento é incompressível, permanente e plenamente desenvolvido em todos os pontos. Tendo em vista que, nessa situação, o perfil de velocidade pode ser considerado uniforme em qualquer seção da tubulação, julgue o item a seguir.
Uma partícula fluida que se desloque na linha de centro do bocal de entrada do escoamento experimentará aceleração nula ao longo de todo o percurso até a saída do bocal, desde que o escoamento seja permanente.
Considere que água escoe através de um dispositivo de distribuição como ilustrado na figura acima, em que D0 e U0, D1 e U1, D2 e U2 são os diâmetros da tubulação e velocidades do fluido na seção de entrada e nas duas seções de saída, respectivamente. O escoamento é incompressível, permanente e plenamente desenvolvido em todos os pontos. Tendo em vista que, nessa situação, o perfil de velocidade pode ser considerado uniforme em qualquer seção da tubulação, julgue o item a seguir.
Se, em determinada condição de operação, as vazões nas seções de saída forem idênticas e U1 + U2 = 2 U0, então a força resultante que o fluido exercerá sobre o dispositivo será nula, independentemente da relação entre os diâmetros da tubulação.
Considere que água escoe através de um dispositivo de distribuição como ilustrado na figura acima, em que D0 e U0, D1 e U1, D2 e U2 são os diâmetros da tubulação e velocidades do fluido na seção de entrada e nas duas seções de saída, respectivamente. O escoamento é incompressível, permanente e plenamente desenvolvido em todos os pontos. Tendo em vista que, nessa situação, o perfil de velocidade pode ser considerado uniforme em qualquer seção da tubulação, julgue o item a seguir.
Se e 
então 
Acerca de mecânica dos fluidos, julgue os itens de 81 a 88.
Considere que seja igual a 1 mm a espessura da camada limite
laminar desenvolvida ao longo de uma placa plana horizontal
no momento em que a velocidade do escoamento for de
1 m . s-1
na posição x = 0,4 m a partir do bordo de ataque da
placa. Nessa situação, se a velocidade do escoamento for
reduzida para 0,25 m . s-1
na posição x = 1,6 m, a espessura da
camada limite, nessa posição, será de 4 mm.
Acerca de mecânica dos fluidos, julgue os itens de 81 a 88.
Considere que o campo de velocidade de um escoamento
bidimensional seja dado por 
= (1,y) e que o campo de r
u
temperatura seja dado por T(x,y) = x + y, em unidades SI.
Nesse caso, uma partícula material de fluido que ocupe a
posição (2,3) estará sujeita a uma taxa de variação da
temperatura igual a 4 K . s-1
.
Acerca de mecânica dos fluidos, julgue os itens de 81 a 88.
Considere que um óleo de massa específica igual a
800 kg . m-3
e viscosidade igual a 0,1 kg . m-1 A s-1
escoe em
regime laminar através de uma tubulação circular com 2 cm de
diâmetro e 20 m de comprimento total, a uma velocidade
média de 1 m . s-1
. Nesse caso, se a aceleração da gravidade
local for 10 m . s-2
e o escoamento for considerado plenamente
desenvolvido ao longo de toda a tubulação, então a perda de
carga entre a entrada e a saída do conduto será de 2 m.
Acerca de mecânica dos fluidos, julgue os itens de 81 a 88.
Para se determinar o fator de atrito em escoamentos através de
condutos, pode-se desconsiderar o efeito da rugosidade
superficial se o escoamento acontece em regime laminar, mas
não se ocorre em regime turbulento.
Acerca de mecânica dos fluidos, julgue os itens de 81 a 88.
A figura abaixo ilustra uma situação em que um manômetro de tubo em U é ligado a uma tubulação de água na qual foi instalada uma placa de orifício. Considerando-se as dimensões indicadas na figura e sabendo-se que a aceleração da gravidade local é g = 10 m . s-2 e que as massas específicas da água e do fluido manométrico são, respectivamente, iguais a 1.000 kg . m-3 e 500 kg . m-3 , é correto afirmar que a diferença entre as pressões estáticas antes e depois da placa de orifício, P1 - P2, é igual a 250 Pa.
Acerca de mecânica dos fluidos, julgue os itens de 81 a 88.
Se um bloco cúbico de lado igual a 10 cm e peso igual a 10 N
deslizar em um plano com inclinação de 30o
sobre um filme de
óleo de espessura igual a 1 mm, com velocidade terminal
constante de 4 m . s-1
, então a viscosidade dinâmica do óleo
será igual a 1,25 × 10-1
kg . m-1 . s-1
.
Um fluido incompressível escoa pelo conduto ilustrado na figura acima.
Sabendo-se que a área na seção A é exatamente o dobro da área na seção B, que a vazão de entrada é igual a 1 m3 /s e a velocidade do fluido na seção A é igual a 10 m/s, qual a velocidade do fluido na seção B?
Considerando que V é a velocidade em um estado no escoamento de um fluido e c é a velocidade sônica para o mesmo estado, pode-se escrever para o número de Mach M que
Um gás ideal escoa em regime permanente na tubulação ilustrada acima. Na seção 1, P1 = 500 kPa e T1 = 300 K. Na seção 2, P2 = 100 kPa, T2 = 200 K, e a velocidade média do fluido, V2 , é de 400 m/s.
Considerando que o diâmetro interno da tubulação é de 80 mm e que as distribuições de temperatura e pressão são uniformes em todas as seções transversais do tubo, a velocidade média do fluido na seção 1, em m/s, é
A equação de Euler na direção y é
I. Quanto maior a velocidade de um escoamento em uma tubulação, maior será a perda de carga que ocorrerá nesse escoamento.
II. A rugosidade interna de uma tubulação influencia no cálculo da perda de carga que ocorre no escoamento de um fluido através dessa tubulação.
III. O regime de escoamento (laminar ou turbulento) não influencia na perda de carga que ocorre no escoamento de um fluido através de uma tubulação.
Está correto o que se afirma em:
Um fluido ideal, incompressível e sem viscosidade, é conduzido por um tubo horizontal fino (plano horizontal xy) que se bifurca, como mostrado na figura acima. As seções retas antes e depois da bifurcação são idênticas. A velocidade do fluido na posição de V1 é igual a 2,0 m/s. Qual a diferença de pressão ΔP = P1 - P2 (em Pa) entre a posição de v1 e v2 (ou v3)? Dados:
• Aceleração da gravidade g = 10 m/s²
• Densidade do fluido ρ= 1,0 × 10³ kg/m³
• As pressões e velocidades nas posições de V2 e V3 ão idênticas
Um experimento consiste em um sistema de duas placas, sendo que uma está imóvel (v1 = 0), e a outra é puxada com uma força por unidade de área igual a 1,50 Pa. Um fluido viscoso ocupa o espaço entre as duas placas que se situam a D = 2,0 cm uma da outra. Devido à viscosidade do fluido, a placa de cima se move paralelamente à primeira com v2 = 1,0 cm/s.
A viscosidade η do fluido, em kg/(m.s), é
As performances dos dois serão equivalentes para um valor de V igual a
Dados:
viscosidade do ar η = 1,8 × 10-5 kg/(m.s)
densidade do ar ρ = 1,3 kg/m3
Sabendo que a vazão do tubo é de 3,6 litros/s, a variação da pressão ΔP = P2 - P1 , em kPa, é de
Dado: densidade do fluido ρ = 1,0 × 10³ kg/m³
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