P3 - Mecanica dos fluidos - 2019-1

Texto completo

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5º Período - Engenharia Mecânica Data: 04/07/2019

Nome do aluno Registro Acadêmico:

GABARITO

Questão/Resposta Questão/Resposta Questão/Resposta

1 3 5

2 4 6

Leia atentamente as instruções que se seguem.

1 - A prova deve ser feita A CANETA, contudo as respostas a lápis não serão anuladas, mas NÃO será feita revisão de correção em hipótese alguma das respostas a lápis .

2 - Nas respostas, é indispensável observar as regras de português.

3 - Leia atentamente cada questão antes de resolvê-la. A INTERPRETAÇÃO da mesma faz parte da avaliação. Responda às questões a tinta azul ou preta, de maneira clara e organizada.

4 - Questões rasuradas não serão consideradas.

5 - Nas questões abertas utilize apenas o espaço delimitado para a resolução. Respostas fora do retângulo não serão consideradas.

6 - Nas questões fechadas é obrigatório o preenchimento do gabarito. 7 - Questões SEM JUSTIFICATIVA não serão corrigidas.

8 - O celular deverá estar guardado na mochila e desligado. O aluno que for flagrado com o celular terá sua prova zerada.

9 - Substitua o valor de W da prova pelo último algarismo do seu RA, se o valor for 0 utilize 10. Exemplo: RA: 899974, o valor de W será 4.

10 – Substitua o valor de Y da prova pelos dois últimos algarismos do seu RA, se os dois valores forem 00 utilize o número 10. Exemplo: RA: 899974, o valor de Y será 74.

Formulário:

dy dv

= M =Fr

F =mav=r

A

F

=

𝑃 = 𝜌𝑔ℎ

= v O H SG 2

=

VD

Re = 𝐷 = 𝐾√𝑄

FAÇA LETRA LEGÍVEL -

Duração desta prova: 1h50min

TEMPO DE PERMANÊNCIA MÍNIMO: 30 MINUTO

Nº de questões: 5 Total de pontos da Avaliação: 30 pontos Parecer/Nota Final: g V K g V D L f h z g V g p h z g V g p L turbina bomba 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 1 2 1

1 + + + = +

+ + + +

2 2 2 1 1

1

V

A

V

A

Q

=

=

B B

Qh

W

=

T T Qh W =  1 1 1

V

A

m

=

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1ª QUESTÃO 5 pontos

CORREÇÃO: ________ pontos

2 Itens 2,5 pontos/item

Na figura ilustra-se um tanque de grande capacidade contendo água. Uma mangueira de paredes internas lisas foi instalada para se retirar água do tanque. Primeiro, tomou-se o cuidado de retirar o ar da mangueira, preenchendo-a totalmente com água. Considere a densidade da água como sendo constante, que no ponto 2 se tenha um jato livre e que p1 = p2 = 100 kPa. Despreze as perdas de energia no escoamento. Considerando-se que a mangueira tenha diâmetro interno constante e aplicando-se a equação de Bernoulli entre os pontos 1, A e 2, DETERMINE a velocidade da água no ponto 2 e a pressão absoluta da água no ponto A é: (Utilize g = 9,81 m/s2 e 𝛾 = 1000 𝑁/𝑚3)

2ª QUESTÃO 5,0 pontos

CORREÇÃO: ________ pontos

2 Itens 2,5 pontos/item

Considere água escoando dentro da tubulação ilustrada. Seja H1 = 0,5W m, H2 = 0,18 m e H3 = 0,36 m. A densidade do mercúrio dentro do manômetro de coluna é 13600 kg/m3. Considere ainda que D1 = 300 mm e D2 = 150 mm. Desprezando-se as perdas de energia entre os pontos 1 e 2, qual é a diferença de pressão (p1 –p2) e qual a vazão do escoamento? (Utilize g = 9,81 m/s2 e 𝛾

á𝑔𝑢𝑎 = 1000 𝑁/𝑚3)

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3ª QUESTÃO 20 pontos

CORREÇÃO: ________ pontos

8 Itens 2,5 pontos/item

Água, a 20ºC, é bombeada de um reservatório, submetido à pressão absoluta de 1 atm, até um tanque pressurizado (pressão absoluta de 1,5 atm). O nível de água no tanque é mantido sempre 30 m acima do nível da água no reservatório. 1 atm = 101.000 Pa.

O sistema de bombeamento consiste de uma bomba centrífuga, de 250 m de um tubo de PVC para o recalque e 10 metros de tubo de PVC para a sucção, de três joelhos de 90º e duas válvulas de gaveta abertas, conforme ilustrado na figura a seguir.

A água é transferida a uma vazão de 18 m3/h. Considere o valor do coeficiente K (Fórmula de Bresse) igual a 1 e a rugosidade relativa do PVC é igual a 0,015 mm.

As propriedades da água a 20ºC são massa específica igual a 998 kg/m3 e viscosidade cinemática igual a 1,012 x 10–6 m2/s. A aceleração da gravidade no local é igual a 10 m/s2. Assumir escoamento incompressível e permanente. Considerando-se o sistema descrito, faça o que se pede, apresentando os cálculos e as considerações.

ITEM 1 - DETERMINE a viscosidade dinâmica e o peso específico da água, em unidades SI, nas condições dadas.

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ITEM 3 - DETERMINE o fator de atrito para a sucção e para o recalque. (Marque no diagrama de Moody as linhas que foram utilizadas para obter esses valores.

ITEM 4 - DETERMINE a perda de carga na sucção, no recalque e total no escoamento, utilizando a equação universal da perda de carga e os dados fornecidos.

ITEM 5 - DETERMINE a altura manométrica da bomba e SELECIONE o modelo de bomba será utilizada.

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Com relação ao sistema de bombeio mostrado na questão, RESPONDA as seguintes questões:

ITEM 7 - O que pode acontecer com o sistema se a bomba ficar muito distante do reservatório de sucção? JUSTIFIQUE SUA RESPOSTA

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Referencias

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