Questões de Engenharia Mecânica - Mecânica dos Fluidos para Concurso

Na maioria das aplicações de engenharia, o escoamento em tubos circulares é considerado laminar se o número de Reynolds for menor do que N, e é considerado turbulento, se o número de Reynolds for maior do que P. Os valores de N e P são, respectivamente,

O fenômeno da cavitação pode ocorrer em bombas centrífugas, afetando-lhes o desempenho. Tal fenômeno consiste na

Considere um tubo com líquido, conforme figura abaixo. Pede-se encontrar uma expressão geral para ∆h como função do diâmetro do tubo D, desconsiderando medidas feitas e o volume no meio do menisco. Calcule, também, o D_min para a água no qual ∆h = −1mm(depressão).

Dados: cos(0) = 1,0; ρ = 0,998 g/cm³ ; g = 9,8m/s²

Considere o arranjo mostrado na figura abaixo. No recipiente rígido A com volume igual a 0,0120 m³, tem-se inicialmente água a 300 °C (V_líq = 0,0020 m³/kg; V_vapor = 0,0200m³/kg) e título igual a 0,5. A válvula é aberta e vapor d´água escoa vagarosamente para o recipiente B que está inicialmente vazio. Nesta situação, a pressão necessária para movimentar o êmbolo é igual a 200 kPa.

A massa inicial em A é

Dois cilindros concêntricos verticais possuem diâmetros de 2,0 cm e 2,4 cm. O cilindro interno possui 50 cm de comprimento e pode deslizar com velocidade constante de 2 m/s dentro do cilindro externo que está imóvel e possui comprimento considerado infinito. Um fluido Newtoniano com viscosidade dinâmica de 0,5 N.s/m² preenche completamente o espaço anular entre os cilindros.

Admitindo-se a gravidade como 10 m/s² e o perfil de velocidade no filme de óleo como linear, constata-se que a massa do tubo que desliza, em kg, é

Dois tanques de grandes dimensões, abertos para a atmosfera, contendo óleo com massa específica de 1000 kg/m³ e viscosidade dinâmica de 0,4 N . s/m² , são interligados por uma tubulação horizontal com comprimento de 10 m e diâmetro de 100 mm.

A diferença máxima de elevação, em metros, entre as superfícies livres de óleo, para manter o escoamento laminar com número de Reynolds de 1000, é

Dado

g = 10 m/s²

Água a 5 °C, com viscosidade cinemática de 1,5 x 10^-6 m² /s, escoa a 0,6 m/s, em um tubo com diâmetro de 0,1 m. Qual velocidade de escoamento, em m/s, precisa ter um óleo a 20 °C, com viscosidade cinemática de 1,0 x 10^-4 m² /s, em um tubo com diâmetro 0,5 m, para que os escoamentos possam ser dinamicamente similares?

A Figura abaixo ilustra uma comporta retangular de comprimento L₁ e largura L₂ (perpendicular ao plano do papel).

A expressão do módulo da força resultante, F_R, com que a água, com peso específico atua sobre a comporta, e a coordenada y do ponto de aplicação dessa força, em relação à superfície livre do fluido, y_R, são, respectivamente:

Os fluidos definidos como incompressíveis são

A relação entre a viscosidade absoluta, ou dinâmica, μ e a viscosidade cinemática v, μ/v é dada por:

Qual dos elementos a seguir NÃO contribui significativamente para o fenômeno de perda de carga fluida?

A vazão é uma das mais importantes variáveis de processos industriais. Através dela é possível controlar, por exemplo, a pressão dentro de um vaso de pressão.

Hoje no mercado para instrumentação, existem vários tipos de medidores de vazão, sendo os mais comuns os dos tipos deprimogênio e linear.

Os medidores de vazão que correspondem aos dos tipos deprimogêneo e linear são, respectivamente,

A Figura abaixo mostra o esquema de um instrumento utilizado para medir a velocidade do fluxo de CO₂ . Ele é composto por um tubo interno, com um pequeno orifício, posicionado na mesma direção do fluxo do gás. O tubo interno é conectado a uma das extremidades de um manômetro, e a outra extremidade fica perpendicular ao fluxo de gás.

Se o fluido utilizado no manômetro é água, a velocidade do fluxo de CO₂ vale, aproximadamente, em m.s^-1 ,
Dados:

Densidade do CO₂ = 2,00 kg.m^-3

Densidade da água = 1000 kg.m^-3

Aceleração da gravidade = 10,0 m.s^-2

Um engenheiro se depara com a seguinte situação: no recebimento de um vaso de pressão cilíndrico, com tampas esféricas, formato e dimensões externas estabelecidas na figura abaixo, ele quer ter certeza da espessura da chapa de aço utilizada na fabricação do produto. Dessa forma, ele se certifica que o vaso está completamente vazio, e enche esse vaso com água até transbordar. Na medição de volume de água que preencheu totalmente o vaso, ele encontrou o seguinte resultado: 10,16 m³ . Assinale a alternativa que apresenta o valor mais provável da espessura da chapa utilizada para a fabricação desse vaso.

                    

Numa captação de água superficial para abastecimento público urbano, o desarenador (caixa de areia) possui as seguintes características: largura de 1,5m; comprimento de 6m; taxa de escoamento superficial de 14mm/s e velocidade de escoamento horizontal de 0,3m/s. A vazão admitida no desarenador (Q) e a profundidade da lâmina líquida (h) devem ser, respectivamente:

Atente à seguinte figura, que representa um manômetro diferencial, em que o fluido "A" é água, "B" é óleo e o fluido manométrico é mercúrio.
Fonte: Mecânica dos Fluidos / Franco Brunetti - 2 Ed.
Considerando-se h₁ = 30 cm, h₂ = 120 cm, h₃ = 70 cm e h₄ = 5,0 cm, e os seguintes dados:
γágua = 10.000 N/m³; γmercúrio = 136.000 N/m³; e γóleo = 8.000 N/m³, pode-se afirmar corretamente que a diferença de pressão PA – PB é

Atente à seguinte figura, onde se representa um tubo em "U" que atua como um sifão de água.
Fonte: Introduction to Fluid Mechanics / Fox and McDonald's - 8th Ed.
Observe que a curva do tubo fica a 2 m acima da superfície da água de um reservatório de grande capacidade, e a saída do tubo fica a 10 m abaixo da curva. A água sai na extremidade do sifão como um jato livre à pressão atmosférica. Considerando a água como um fluido incompressível, e um fluxo sem atrito e em regime permanente, pode-se afirmar corretamente que a velocidade do jato de água ao sair do tubo é

Em um projeto de tubulações industriais, geralmente aparecem os seguintes tipos de desenhos de tubulações:

I. Fluxogramas – os fluxogramas são desenhos esquemáticos, sem escala, que mostram todo um sistema constituído por diversos vasos, equipamentos e instrumentos, e a respectiva rede de tubulações a eles ligada. Os fluxogramas têm apenas a finalidade de mostrar o funcionamento do sistema, não se destinando a nenhum efeito de fabricação, construção ou montagem.

II. Plantas de tubulação – as plantas de tubulação são desenhos feitos em escala, contendo todas as tubulações de uma determinada área, representadas em projeção horizontal, olhando-se de cima para baixo.

III. Desenhos isométricos – os isométricos são desenhos feitos em perspectiva isométrica, sem escala; faz-se geralmente um desenho para cada tubulação individual ou para duas ou três tubulações próximas que sejam interligadas. No caso de uma tubulação muito longa, pode ser necessário subdividir a tubulação em vários desenhos isométricos sucessivos. Nunca se devem figurar, em um mesmo desenho isométrico, duas tubulações de áreas diferentes.

IV. Desenhos de tubulação – um projeto de tubulação industrial inclui: desenhos de detalhes típicos, desenhos de fabricação, desenhos de instalações subterrâneas, desenhos de suportes, desenhos de locação dos suportes e de cargas sobre os suportes etc.

Marque a alternativa correta.

Analise as afirmativas abaixo referentes à classificação das tubulações industriais internas.

I. Tubulação de processo – tubulação de fluido ou de fluidos que constitui a finalidade básica da empresa, sua atividade principal são o processamento, a armazenagem ou a distribuição de fluidos.

II. Tubulação de utilidades – tubulação de fluidos auxiliares e/ou tubulação geral.

III. Tubulação de instrumentação – tubulação não projetada para transportar fluidos, mas sim para transmissão de sinais para as válvulas de controle e instrumentos automáticos.

IV. Tubulação de transmissão hidráulica – tubulação de líquido sob pressão para comandos e servomecanismos hidráulicos, não se destina ao transporte de fluido.

V. Tubulação de drenagem – tubulação encarregada de coletar e conduzir, ao destino conveniente, os diversos efluentes fluidos e sólidos de uma instalação industrial.

De acordo com os dados acima, pode-se afirmar que:

Em uma instalação predial, foi montado, abaixo do reservatório superior, um sistema formado por um conjunto de válvulas e tubos cuja função é fazer a distribuição da água para os diversos ramais do prédio. Esse sistema também pode ser utilizado para impedir o fluxo em um determinado ramal quando necessário, como para a realização da troca de uma válvula ou reparo de uma tubulação danificada.

Qual o nome desse sistema?