Questões de Engenharia Mecânica - Mecânica dos Fluidos para Concurso
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Uma substância é colocada entre duas placas paralelas bem próximas e bem grandes, sendo a placa inferior fixa e a superior móvel. Aplica-se uma força tangencial F na placa superior que se movimenta com velocidade constante Vo, conforme ilustrado nas figuras I, II, III e IV. Nesse contexto e a respeito da mecânica dos fluidos, julgue o item subsecutivo.
A figura a seguir apresenta um bloco de madeira com densidade igual a 0,80.
Dimensões em metros.
Colocando-se esse prisma em um recipiente cheio de água e com dimensões muito maiores que as do bloco, ele flutuará em equilíbrio
R=vDρ/µ
sendo v, a velocidade do fluido, D, o diâmetro do duto, p, a massa específica do fluido e µ:
I. Um fluido cuja viscosidade aumenta com a taxa de cisalhamento é chamado de pseudoplástico.
II. Se a viscosidade de um fluido for constante em certa faixa de taxa de cisalhamento, ele sempre se comportará como newtoniano para outras faixas de taxa cisalhante.
III. Existem fluidos que necessitam de uma tensão crítica para começar a escoar e, uma vez superada essa tensão crítica, ele escoa obedecendo ao modelo de Newton.
IV. Certos fluidos apresentam uma viscosidade constante para faixas de valores baixos e altos da taxa cisalhante e uma viscosidade decrescente para uma faixa intermediária de taxa de cisalhamento.
V. Fluidos tixotrópicos são aqueles que apresentam uma redução na viscosidade à medida que a taxa de cisalhamento aumenta.
Está correto APENAS o que se afirma nos itens:
I. A viscosidade de um fluido sempre diminui com o aumento da temperatura.
II. Fluidos nos quais a tensão de cisalhamento não é proporcional ao quadrado da taxa de deformação são ditos fluidos não newtonianos.
III. Um fluido plástico de Bingham não escoa quando submetido a uma tensão de cisalhamento inferior a um determinado valor limite.
IV. Há fluidos não newtonianos nos quais a viscosidade aparente varia com o tempo.
São corretas APENAS as proposições elencadas nos itens:
Um tanque de volume igual a 50 m3 pode ser cheio de água que entra pela válvula A aberta no intervalo de tempo de 2 horas e pela válvula B aberta em 2 horas. Este tanque pode ser esvaziado, quando totalmente cheio, pela válvula C aberta em 4 h com vazão constante. Abrindo todas as válvulas A, B, C e D ao mesmo tempo, o tanque mantém-se totalmente cheio.
Determine a área da seção de saída da válvula D, em cm2 , se o jato de água a uma altura do solo de 5 metros deve atingir um ponto no solo a uma distância de 5 metros do tanque.
A respeito da mecânica dos fluidos, analise as afirmativas a seguir:
I. O número de Reynolds abaixo de 2000 caracteriza um escoamento laminar.
II. O número de Froude se caracteriza pela relação entre forças de inércia e forças de atrito viscosas.
III. A semelhança entre modelo e o protótipo, quando em pontos idênticos são iguais em relação às forças, é conhecida como dinâmica.
IV. A equação da Continuidade em regime permanente se caracteriza pela vazão mássica inalterada em qualquer área transversal do duto.
Assinale:
Uma esfera uniforme de alumínio, com raio externo de 10 cm e espessura de 10 mm, é imerso no mar cuja massa específica é de 1.200 kg/m3 a uma profundidade de 1.000 metros. Sabe-se que o material do sólido possui um comportamento isotrópico, com módulo de elasticidade 70 GPa, de coeficiente de Poisson de 0,28 e de massa específica 2.700 kg/m3 .
Pede-se determinar o módulo de Bulk, em GPa, e a tensão máxima de cisalhamento, em MPa, sendo que a aceleração da gravidade é 10 m.s-2. Considera-se a água do mar como fluido incompressível e o sólido, inclusive, encontra-se em repouso, e não levar em consideração a variação da temperatura.
Em relação aos fenômenos de transporte, que tratam da quantidade de movimento de fluidos em tubulações, julgue o item seguinte.
Fluidos newtonianos, os mais e os menos viscosos, são caracterizados por apresentarem viscosidade variante com o tempo e com a força aplicada.
Em relação aos fenômenos de transporte, que tratam da quantidade de movimento de fluidos em tubulações, julgue o item seguinte.
As equações de Navier-Stokes, que modelam o escoamento de
fluidos em tubulações, são independentes do tempo.
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
.