Questões de Concurso Sobre mecânica dos fluidos em engenharia mecânica

O nível da água em um reservatório cilíndrico é de 15 m em relação à base.

Considerando ρ_água = 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.

O 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 e^kt 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:

Dentre as grandezas abaixo, aquela que pode ser representada no Sistema Métrico pela unidade de medida cm^2/s é Dados: a^b , lê-se ‘a’ elevado a ‘b’

Uma importante propriedade de um fluido incompressível é sua viscosidade. Para medir essa grandeza, é utilizado um equipamento denominado viscosímetro. É possível construir um viscosímetro simples a partir de um tubo capilar. Suponha que, em um tubo capilar de 25 cm de comprimento e 0,2 mm de diâmetro, um fluido incompressível de viscosidade desconhecida escoe com vazão de 250 mm^3/s. A queda de pressão ao longo do comprimento do tubo é de 2,0 MPa. Considerar o escoamento laminar, permanente e completamente desenvolvido. Determine a viscosidade desse fluido. Dados: a^b , lê-se ‘a’ elevado a ‘b’ e Pi = 3

Um óleo com viscosidade dinâmica igual a 0,5 Ns/m² e densidade igual a 800 kg/m³ escoa num duto de seção circular de diâmetro igual a 100 mm.

Uma bomba centrífuga é montada acima de um reservatório de água que é aberto à atmosfera. A vazão na bomba é igual a 0,02 m3/s. Nessa condição, o fabricante especifica que o NPSH deva ser igual a 4,0 m. A temperatura da água é igual a 300 K, e a pressão atmosférica local é igual a 1,01 bar. Qual é a máxima altura, medida a partir da superfície livre do reservatório, em que pode ser instalada a bomba para que não ocorra cavitação? Sabe-se que a perda de carga total até a entrada da bomba é igual a 2,5 m e que o diâmetro da tubulação é igual a 100 mm.

A respeito da perda de carga que ocorre no escoamento de fluidos em tubulações, tem-se que

Uma das principais limitações operacionais de um tubo de choque é o número de Mach do escoamento atrás da onda de choque formada. Seu número de Mach não permite que este escoamento seja

O projeto da região de entrada de um scramjet para compressão do escoamento livre pode ser de três tipos diferentes: externo, misto ou interno. Um dos objetivos que se deseja evitar nesse projeto é um excesso de compressão, uma vez que ele