Fenomenos dos transportes

Disciplina: Fenômenos de Transporte

Leia toda a prova primeiro. A prova é individual e sem consulta. Admitido o uso de calculadora. Proibido o uso de celular, tablet, note, etc. As unidades no SI. As fórmulas e outros dados necessários estão disponibilizados. Os cálculos mínimos necessários devem estar desenvolvidos em folha apropriada fornecida, com o risco de invalidar a questão. Preencher o quadro com as alternativas escolhidas e usar grafia à tinta. A duração máxima da prova é de 2 horas. Questão 1) 2) 3) 4) 5) 6) 7) 8) Alternativa

Valor 1,0 1,0 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 Questão 9 10 11 12 13 Alternativa

Valor 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1) Na disciplina de Fenômenos de Transporte as experiências laboratoriais são fundamentais para a consolidação do conhecimento teórico e inserir os alunos numa metodologia de tratamento e análise de dados. São obrigatórias nos cursos de Engenharia, segundo o MEC. Entre as experiências desenvolvidas, descreva, brevemente, a denominada ação dinâmica ou resultante hidrodinâmica do escoamento, inserindo-a no contexto da teoria ministrada. Quais foram as medidas experimentais obtidas e o objetivo.

2) A equação de Bernoulli: ∆ = ∆ + ∆  + ∆

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, para escoamento permanente, é, também denominada equação da perda de carga ou energia. A unidade de energia é Joule (J) e a unidade de carga ou pressão é Pascal (Pa). A equação de Torricelli:

= 2.. = √19,62., fornece, no caso de um escoamento de um fluido liquido de um reservatório, a velocidade teórica do jato de saída desse escoamento. Segundo a equação de Bernoulli, qual seria a expressão do valor da velocidade real do jato considerando apenas as perdas localizadas na entrada e saída.

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3) Um fluido líquido escoa, em regime permanente, num conduto com seção transversal fechada em forma de um quadrado de lado igual a 100 mm. O escoamento pressurizado ocorre em regime permanente e é newtoniano. O conduto é de aço cuja rugosidade interna média é igual 0,00020 m. Para se determinar o comportamento do fluido em escoamento, calculou-se o Número de Reynolds desse escoamento obtendo-se o valor igual a 10 000. Nessa condição de escoamento o fator de atrito obtido no Diagrama de Moody & Rouse anexo e a sua classificação (Laminar: RL, Turbulento Liso: TL, Turbulento Transição: TT ou Turbulento Rugoso: TR) são: A. 0,034; TT B. 0,025; TT C. 0,021; TL D. 0,030; TT E. 0,039; TR F. 0,032; TT G. Nenhuma das alternativas acima está correta 4) Um fabricante de conexões especiais pretende disponibilizar uma peça para escoamento de um fluido líquido newtoniano com massa específica de 820 kg/m³ em escoamento permanente pressurizado, para o seu uso em processos industriais, mas com quando agem grandes variações de pressão e velocidade. Essa peça não está disponível no mercado comercial convencional. Faz-se necessário, então, o dimensionamento dessa peça para a sua fabricação, ainda que experimental, para sua futura disponibilidade no mercado. Para fazer um cálculo para dimensionar e selecionar o material constituinte dessa peça, o fabricante solicita um pré-dimensionamento ao engenheiro. O volume de fluido no interior desse protótipo de peça pode ser desprezável. O engenheiro deve utilizar os princípios teóricos mais adequados, que podem ser segundo a disciplina de fenômenos de transportes: A. Conservação de Energia e Equação de Bernoulli, apenas; B. Empuxo, Quantidade de Movimento e a Resultante Hidrodinâmica; C. Conservação de Massa e Princípio da continuidade; D. Força resultante devido ao Empuxo apenas; E. Quantidade de escoamento e a diferença de vazão; F. É um fenômeno complexo que envolve necessariamente todos os princípios acima; G. É um fenômeno complexo, mas nenhum dos princípios teóricos das alternativas acima é adequado; 5) Dois reservatórios de grandes dimensões abertos com o fluido fenol não volátil (C6H6O) à pressão atmosférica (101,4 kPa), sendo um superior e o outro inferior, estão interligados com um conduto com área molhada quadrada constante, cuja superfície interna é de concreto liso (lado interno= 0,50 m; εconcreto= 0,003 m). O comprimento desse conduto é 200 m. O escoamento do fluido fenol newtoniano ocorre em regime permanente. No percurso do fenol há diversas singularidades e conexões, entre elas: entrada e saída, uniões, curvas, cotovelos e válvulas. O reservatório superior possui cota do nível de fluido igual a 100 m. Sabendo-se que as perdas de carga ou energia distribuídas totalizam 15 m e as

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perdas de carga ou energia localizadas totalizam 40 m. Nessas circunstâncias qual é a cota do nível de líquido no reservatório inferior: A. 85 m B. 55 m C. 45 m D. 60 m E. 45 mC6H6O. F. 45 mca; G. Nenhuma das alternativas acima está correta. 6) Numa usina de álcool não volátil (OH-) há dois reservatórios de grandes dimensões abertos com o fluido álcool com a sua superfície à pressão atmosférica (101,4 kPa), sendo um superior e outro inferior, estão interligados com um conduto com área molhada constante e em forma de um quadrado de concreto liso (lado= 0,25 m; εconcreto= 0,003 m) com comprimento de 400 m e cujo escoamento do fluido álcool ocorre em regime permanente. No percurso do álcool há diversas singularidades e conexões, entre elas: entrada e saída, uniões, curvas, cotovelos e válvulas. O reservatório superior possui cota do nível de fluido igual a 50 m. Sabendo-se que as perdas distribuídas totalizam 5 m e as perdas localizadas totalizam 10 m, qual é o valor da diferença de energia ou carga potencial, cinética e interna da equação de Bernoulli aplicada ao escoamento, respectivamente: A. 50 m; 0 m; 0 m; B. 50 m; 3 m/s; 101,4 kPa; C. 15 mOH-; 0 mOH-; 0 mOH- D. 15 mOH-; 5 m; 10 m; E. 15 m; 0 m; 0 m;- F. 15 mca; 5 mca; 10 mca G. Nenhuma das alternativas acima está correta. 7) Um trecho de tubo com seção transversal ou molhada circular e eixo horizontal, cujo diâmetro interno é de 20 cm, possui 291 m de comprimento de aço galvanizado (εaço= 0,00001m). Esse conduto possui diâmetro constante. Nesse tubo escoa pressurizado um fluido newtoniano, em regime permanente, com o coeficiente de viscosidade cinemática igual a 0,85*10-6 m²/s. O escoamento transporta uma vazão em peso ou força de 160 N/s. As pressões no afluxo e efluxo são respectivamente, 14,5 metros de coluna de fluido e 14 metros de coluna de fluido. Assim sendo, perda de energia ou carga total e a diferença

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