Questões de Concurso Comentadas por alunos sobre fundamentos e análise da cinemática de escoamentos em engenharia mecânica

Um gás ideal escoa em regime permanente na tubulação ilustrada acima. Na seção 1, P₁ = 500 kPa e T₁ = 300 K. Na seção 2, P₂ = 100 kPa, T₂ = 200 K, e a velocidade média do fluido, V₂ , é de 400 m/s.

Considerando que o diâmetro interno da tubulação é de 80 mm e que as distribuições de temperatura e pressão são uniformes em todas as seções transversais do tubo, a velocidade média do fluido na seção 1, em m/s, é

As equações gerais do movimento, quando aplicadas aos escoamentos invíscidos, ficam reduzidas às equações de Euler.

A equação de Euler na direção y é

Uma tubulação considerada ideal (sem perdas de carga), possuindo uma área de saída igual à metade da área de entrada, é posicionada na horizontal. Considerando um escoamento no interior da tubulação em regime permanente de água ( ρ = 1.000 kg/m³ ) incompressível e uniforme, a Equação de Bernoulli estabelece que, para uma velocidade de saída de 2 m/s, a pressão na entrada da tubulação relativamente à saída para a atmosfera, em kPa, vale

A perda de carga que ocorre no escoamento de fluidos em tubulações pode ser calculada com o auxílio do Diagrama de Moody, que relaciona o fator de atrito com o Número de Reynolds e a rugosidade relativa da tubulação. No Diagrama de Moody, pode-se verificar que

A viscosidade cinemática é uma grandeza que envolve somente