Questões de Engenharia Mecânica - Mecânica dos Fluidos para Concurso
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Um sistema de irrigação em uma fazenda utiliza vasos comunicantes e um sifão para transportar água de um reservatório elevado para uma série de campos agrícolas situados em níveis diferentes. O sistema é composto por dois tanques conectados por um tubo em forma de U invertido (sifão), por onde a água flui de um tanque superior para um tanque inferior, e deste para os campos.
Tendo como base a situação apresentada, julgue o item que se segue.
Em um sistema de vasos comunicantes e sifão, a pressão em todos os pontos ao longo da linha de água nos vasos comunicantes é a mesma, o que garante que o nível da água se mantenha constante e que o fluxo de água pelo sifão continue ininterrupto, independentemente da diferença de altura entre os tanques.
Uma usina hidrelétrica está operando com uma vazão de água constante que passa pelas turbinas para gerar energia. O sistema está em regime estacionário, e o volume de controle é definido em torno de uma turbina específica. A equação da quantidade de movimento para esse volume de controle inercial é utilizada para analisar as forças atuantes no sistema.
A partir da situação hipotética apresentada, julgue o item subsequente.
A quantidade de movimento do fluxo de água que entra na turbina é igual à quantidade de movimento do fluxo de água que sai da turbina, o que resulta em uma força líquida nula sobre o volume de controle.
Julgue o item a seguir, relacionados à hidrostática e à hidrodinâmica.
Em um escoamento turbulento, o número de Reynolds é geralmente menor que 2.000.
Julgue o item a seguir, relacionados à hidrostática e à hidrodinâmica.
De acordo com o princípio de Bernoulli, para um fluido incompressível em escoamento estacionário ao longo de uma linha de corrente, a soma das pressões estática, dinâmica e de altura permanece constante.
Julgue o item a seguir, relacionados à hidrostática e à hidrodinâmica.
Conforme o fenômeno denominado capilaridade, em tubos verticais de pequeno diâmetro contendo líquido, a superfície do líquido assume forma esférica (menisco): côncava, se o líquido for água, a tensão superficial força o líquido a se elevar no tubo; convexa, ou depressão, em se tratando de mercúrio, que não molha a parede do tubo, o líquido é forçado a descer pela parede do tubo.
No sistema ilustrado a seguir, água (ρ = 1.000 kg/m3) flui pelo tubo 1 a uma vazão de 20 L/s, óleo (ρ = 800 kg/m3) flui pelo tubo 2 a uma vazão de 10 L/s e uma mistura homogênea é descarregada pelo tubo 3, cuja área da seção transversal é de 30 cm2.
Com base na situação apresentada, julgue o item a seguir.
No sistema ilustrado a seguir, água (ρ = 1.000 kg/m3) flui pelo tubo 1 a uma vazão de 20 L/s, óleo (ρ = 800 kg/m3) flui pelo tubo 2 a uma vazão de 10 L/s e uma mistura homogênea é descarregada pelo tubo 3, cuja área da seção transversal é de 30 cm2.
Com base na situação apresentada, julgue o item a seguir.
O nível da água em um reservatório cilíndrico é de 15 m em relação à base.
Considerando ρágua = 1.000 kg/m3, o valor da pressão, em kPa, atuante na base desse reservatório está na faixa entre
Em uma tubulação de área A, um fluido incompressível escoa a uma velocidade média de 5 m/s.
Se a área da tubulação a partir de um determinado trecho da tubulação passa para A/2, nessa região a velocidade média, em m/s, será deO Diagrama de Moody permite que se obtenha o fator de atrito em função do Número de Reynolds no escoamento de um fluido em tubulações. Nesse diagrama constata-se que o fator de atrito,
No atrito do ar com um corpo em alta velocidade, ocorre transferência de calor do fluido para o corpo ou do corpo para o fluido. Considerando o modelo de um gás térmicamente e caloricamente perfeito e com auxílio da teoria da camada-limite turbulenta, com número de Prandtl igual a um, pode-se afirmar, a respeito do fluxo de calor, que:
O sistema de equações que descreve o movimento de um fluido compressível, tal como é utilizado na dinâmica dos gases térmica e caloricamente perfeitos, é deduzido com base em três leis da física clássica, a saber:
A equação de Navier-Stokes, tal como ela é utilizada em aerodinâmica compressível subsônica, admite que a atmosfera está em repouso e a aceleração da gravidade tem efeito desprezível. Adimensionalizando-se esta equação tendo como referência as propriedades do escoamento não perturbado (velocidade, pressão, massa específica, viscosidade dinâmica), além de uma grandeza geométrica e de um tempo característico, o conjunto de parâmetros de similitude encontrado seria:
Em variáveis de Euler, em um sistema cartesiano, o campo de velocidades de um escoamento é representado por v(x,y,z,t) = 2x i – y j +(3t–z) k . A aceleração de uma partícula de fluido que no instante t = 0 se encontra na origem do sistema de coordenadas é:
O escoamento bidimensional de um fluido é definido, em coordenadas lagrangianas, por x(x0, y0, t) = x0 ekt e y(x0, y0, t) = y0 e–kt onde k é uma constante. As componentes da velocidade são:
Ar a 300 ºC e sob pressão igual a 0,70 MPa é expandido isoentropicamente a partir de um tanque até que sua velocidade seja igual a 300 m/s. A temperatura e o número de Mach para a condição de alta velocidade são, correta e respectivamente,
Dados: Cp = 1 005 J/kg ºK
γ = 1,4 R = 287 J/kg ºK
Um óleo com viscosidade dinâmica igual a 0,4 Ns/m2 e densidade igual a 900 kg/m3 escoa num duto de seção circular de diâmetro igual a 50 mm. A vazão num trecho retilíneo e horizontal de tubulação, com 10 m de comprimento, sabendo-se que a diferença de pressão neste trecho é igual a 40 kPa, é:
Considere o escoamento de água, em regime permanente e turbulento, numa tubulação constituída de tubos de aço galvanizado de 100 milímetros de diâmetro interno, coeficiente de atrito de 0,02 e comprimento de 100 metros. O desnível entre o ponto inicial e final dessa tubulação é de 20 metros. A água escoa com velocidade de 2 m/s e a aceleração da gravidade deve ser considerada igual a 10 m/s2. Utilizando a expressão de Darcy-Weisbach, qual é a perda de carga devido a esse escoamento nessa tubulação?
O tubo de Pitot é um dispositivo que possui uma aplicação bastante difundida na indústria aeronáutica. Em função de sua geometria apropriada e de algumas propriedades da Mecânica dos Fluidos, ele permite a determinação da seguinte grandeza do fluido que escoa no seu entorno:
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