Eng Civil Mecanica dos fluídos

1ª Lista de Exercícios – Fenômenos dos Transportes

1. Uma placa deslocando-se sobre uma pequena lâmina de óleo sob a ação de uma força F, conforme a figura. O óleo tem densidade 0,750 e viscosidade 3.10-3Pa.s.  (a) Qual a tensão de cisalhamento produzida pelo fluido sobre a placa? (b) Qual a velocidade da placa móvel?

                                  [pic 1]

Resp.: a) 4,35 Pa; b) v = 2,9 m/s

1. O escoamento laminar entre duas placas paralelas fixas é dado por:

[pic 2]

Onde umax   representa a velocidade máxima no canal, e h a separação das placas. Considere a separação entre placas de 5mm, área superficial da placa superior igual a 0,3m2, velocidade máxima umax=0,5 m/s e a viscosidade dinâmica igual a 1,15 x 10-3 Pa.s, determinar:

1. A expressão para taxa de cisalhamento
2. A tensão de cisalhamento no centro do canal e na placa inferior

Resp.: a) – 8 umax y/h2 ; b) 0,46 Pa

1. O corpo cilíndrico da Fig. possui um peso igual a 15N, uma altura igual a 200mm e um diâmetro igual a 149,5mm. Este corpo se move com uma velocidade constante igual a 50mm/s dentro de um tubo de 150mm de diâmetro. Entre o tubo e o cilindro existe uma película de óleo.  Determine (a) tensão de cisalhamento na parede interna do tubo externa (b) viscosidade dinâmica do óleo

                                          [pic 3]

Resp.: a) 0,8 Pa.s ; b) 160 Pa

1. A placa da figura tem uma área de 4m2 e espessura desprezível. Entre a placa e o solo existe um fluido que escoa formando um diagrama de velocidade dado por v=20yVmáx (1-5y). A viscosidade dinâmica do fluido é 10-2 Ns/m2 e a velocidade máxima do escoamento é 4m/s. Pede-se o gradiente de velocidade junto ao solo.

[pic 4]

Resp.: 80 s-1

1. Assumindo o diagrama de velocidades indicado na figura, em que a parábola tem seu vértice a 10 cm do fundo, calcular o perfil de velocidade e a tensão de cisalhamento para y= 0; 5; 10 cm. Adotar μ= 0,4 kg/m.s.

[pic 5] 

Resp.: V(y) = -250y2 + 50y

Tensão: 20 Pa; 10 Pa; 0

1. Em uma prensa hidráulica, a razão entre os diâmetros dos êmbolos é igual a 8. Um objeto de massa m colocado sobre o êmbolo maior é equilibrado por uma força de 500N. Considerando que o sistema está em equilíbrio estático e que os pesos dos êmbolos são desprezíveis, de acordo com a Lei de Pascal, o valor da massa m, em Kg, é igual a?

Resp.: 3200 Kg

1. A figura abaixo mostra um manômetro em U conectado a um tanque pressurizado.              Sabendo que a pressão do ar contido no tanque é 13,8 kPa, determine a leitura diferencial no manômetro, h.

[pic 6]

Resp.: 0,095m

1. Para a configuração a seguir, responder:

a) Qual é a pressão do gás em valor absoluto?

b) Qual é o valor da cota z?

Dados: Patm = 662 mmHg ; Peso específico Hg = 136000 N/m3 ; Peso específico da água = 10000  N/m3.

[pic 7]

Resp.: a) 93245 Pa

b) 0,5m

1. Numa tubulação industrial é utilizado um tubo de Venturi conectado a um manômetro diferencial como mostrado na figura. A deflexão do mercúrio no manômetro diferencial é de 360mm e a velocidade da água no ponto B é de 9,73m/s. Determine a variação de pressão entre os pontos A e B. Obs. Densidade do mercúrio: 13,6.

[pic 8]

Resp.: 52866 Pa

1. Um bloco sólido, de densidade relativa 0,9, flutua de forma que 75% do seu volume está dentro d’água e 25% está dentro do fluido X, que está sobre a água. Qual é a densidade relativa do fluido X?

Resp.: 0,6

1. No manômetro da figura, sabendo que, quando a força é 55,6 kN, a leitura na régua é 100cm. Determine o peso específico do fluido 3.

[pic 9]

Resp.: 73200 N/m3

1. Calcular Par e PM nas escalas efetiva e absoluta. Dado: Peso específico do óleo 8500 N/m3.

[pic 10]

Resp.: Par = 34000 Pa (efetiva) e 135325 Pa (absoluta)

        PM = 36550 Pa (efetiva) e 137875 Pa (absoluta)

1. Determinar a pressão em P . Dados : Peso específico da água : 10000 N/m3 e Peso específico do Mercúrio: 136000 N/m3.

[pic 11]

Resp.: 9950 Pa

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