Questões de Engenharia Mecânica - Mecânica dos Fluidos para Concurso

Julgue o item a seguir, considerando as unidades resfriadoras de líquido (URLs) mostradas nas figuras I e II acima.

Como fluido de arrefecimento do condensador, a URL mostrada na figura I utiliza o ar, e a URL mostrada na figura II utiliza a água.

Considere as configurações de sistemas de bombeamento com turbobombas mostradas nas figuras A, B e C, e as curvas características representadas pelos gráficos I, II e III, em que H = carga e Q = vazão. Com base nessas informações, é correto afirmar que

a curva III corresponde à configuração A; a curva II, à configuração B; e a curva I, à configuração C.

Considerando os princípios de funcionamento das máquinas de fluxo, julgue o próximo item.

Considerando que, em um teste em bancada, um ventilador centrífugo, com diâmetro D₁ = 900 mm, girando à velocidade N₁ = 600 rpm, tenha escoado ar (ρ₁ = 1,2 kg/m³ ) a uma vazão Q₁ = 15 m³ /s e que as curvas características de desempenho para essa condição tenham indicado uma demanda de potência P = 16 kW, é correto afirmar que uma máquina geometricamente semelhante, com D₂ = 1.035 mm e N₂ = 1.200 rpm, terá a capacidade de fazer escoar uma vazão de ar, pelo menos, 3 vezes maior, demandando, consequentemente, 3 vezes mais potência no acionamento.

Tendo em vista os aspectos teóricos e práticos da teoria de transferência de calor, julgue o item subsecutivo.

Supondo que um escoamento laminar ocorra nas vizinhanças imediatas de uma placa plana cuja temperatura seja mantida constante e superior à temperatura do escoamento não perturbado, que, nessas condições, se formem camadas-limites hidrodinâmica e térmica e sabendo que o número de Prandtl do fluido é igual a 1,0 × 10^-3 , é correto afirmar que a camada-limite térmica é mais espessa que a camada-limite hidrodinâmica.

Cada próximo item apresenta uma situação hipotética, seguida de uma assertiva que deve ser julgada com base nos conceitos de hidrodinâmica.

Uma bomba fornece uma potência P para a água que escoa com vazão Q, através de uma tubulação horizontal reta, feita de aço inoxidável, de diâmetro D e comprimento L.

Nessa situação, assumindo que o número de Reynolds seja igual a 1,0 × 10⁷ e que a potência da bomba e o diâmetro da tubulação sejam mantidos constantes, mas o comprimento da tubulação seja duplicado, então a vazão se manterá a mesma.

Cada próximo item apresenta uma situação hipotética, seguida de uma assertiva que deve ser julgada com base nos conceitos de hidrodinâmica.

Uma esfera de diâmetro D e massa m sedimenta-se em um fluido de massa específica D e viscosidade dinâmica µ. Sabe-se que a aceleração da gravidade é g e que, para o estudo da velocidade terminal – U_T – dessa esfera, é conveniente reduzir o número de parâmetros do problema ao menor possível, por meio de uma análise dimensional.

Nessa situação, se forem consideradas apenas as variáveis citadas, o número de parâmetros do problema pode ser reduzido a três grupos adimensionais.

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

Considerando um fluido que gire ao redor de eixo vertical que passe pelo ponto O, com velocidade angular constante Ω, desenvolvendo um movimento de corpo rígido solidário ao recipiente cilíndrico que o contém, como ilustra a figura acima, julgue o item subsecutivo, relativo a essa situação e aos princípios gerais da estática dos fluidos.

A superfície livre do fluido é uma calota esférica.

Considerando um fluido que gire ao redor de eixo vertical que passe pelo ponto O, com velocidade angular constante Ω, desenvolvendo um movimento de corpo rígido solidário ao recipiente cilíndrico que o contém, como ilustra a figura acima, julgue o item subsecutivo, relativo a essa situação e aos princípios gerais da estática dos fluidos.

Para que um corpo sólido qualquer não afunde no fluido contido no referido recipiente, é necessário apenas que seu peso seja igual ao peso do volume de fluido deslocado pelo objeto.

Considerando um fluido que gire ao redor de eixo vertical que passe pelo ponto O, com velocidade angular constante Ω, desenvolvendo um movimento de corpo rígido solidário ao recipiente cilíndrico que o contém, como ilustra a figura acima, julgue o item subsecutivo, relativo a essa situação e aos princípios gerais da estática dos fluidos.

A pressão é máxima no ponto O.