Questões de Concurso Sobre mecânica dos fluidos em engenharia mecânica

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.

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 30^o 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 .

Acerca de mecânica dos fluidos, julgue os itens de 81 a 88.

Considere que a figura abaixo ilustre uma rede de condutos composta por três trechos distintos de tubulação. Nessa rede, se a perda de carga entre os pontos 1 e 2 for de 8 m e a perda de carga entre os pontos 1 e 3 for de 12 m, a perda de carga entre os pontos 2 e 3 será igual a 10 m.