Mecânica dos fluidos

MECÂNICA DOS FLUIDOS

1. (1,0 ponto) Ar, a 15°C e pressão padrão, escoa numa tubulação estrudada, que apresenta 4,0 mm de diâmetro interno, com velocidade média igual a 50 m/s. Normalmente nessas condições, o escoamento é turbulento. Porém, se algumas precauções forem tomadas para eliminar as perturbações no escoamento, é possível manter o escoamento laminar. (a) Determine a perda de carga para um trecho de 10 m, considerando o escoamento turbulento. (b) Considerando o mesmo número de Reynold´s, repita esses cálculos admitindo um escoamento laminar e determine a nova perda de carga.

Dados:

1. Rugosidade = 0,0015 mm
2. [pic 1]
3. [pic 2]

1. (1,0 ponto) Óleo SAE10 (μ = 0,008 14 kgf.s/m4 , ρ = 865,8 Kg/m3) é bombeado à vazão de 0,057 m3/s através de um tubo de ferro fundido de 150 mm de diâmetro interno. Qual a perda de carga em um quilômetro de tubo?

Dados:

1. [pic 3]

1. (2,0 pontos) Qual a potencia da bomba instalada no esquema abaixo, sabendo-se que a tubulação é de PVC, o diâmetro da sucção é 50 mm, o diâmetro do recalque é 25 mm, e sabendo-se que a mesma atende um hotel cujo consumo de água tratada é de 40000 litros por dia.

w[pic 4]

Dados:

1.  υ = 1,01 x 10-6 m2/s.
2.  Considerar o K para materiais lisos.
3.  γH2O = 1000 Kgf/m3.
4.  g = 9,81 m/s2.
5.  Considere a distancia entre a válvula de pé e crivo até a superfície livre do reservatório inferior igual a 1,0 m.
6.  Rendimento da bomba = 80%.
7.  As cotas estão em cm.
8.  Considere o tê de passagem fechado para a limpeza.

1. (2,0 pontos) Na instalação hidráulica indicada na figura escoa água a uma vazão de 0,20 l/s. No ponto “A” a carga de pressão é 3,3 mH2O. Determinar (a) a carga e (b) a pressão disponíveis imediatamente antes do chuveiro. A tubulação é de PVC rígido soldável de 1” de diâmetro interno, os cotovelos são de 90°, os registros são do tipo gaveta abertos e os tês estão fechados em uma das saídas.

1. Rugosidade = Material liso (pesquisar o valor de K)
2. [pic 5]
3. [pic 6]
4. [pic 7]

[pic 8]

1. (2,0 pontos) Supondo que H = 30 m, D = 5 m, d = 2,5 m, considerando g = 9,8 m/s2 e desconsiderando as perdas de cargas, determine o tempo total de esvaziamento de um reservatório com água, cilíndrico, aberto no topo, de altura H e de base B, através de um orifício de diâmetro d localizado na base do reservatório. Dica: em um primeiro momento faça , utilize a lei de Bernoulli para determinar a  e então utilize a equação da continuidade.[pic 9][pic 10]

1. (2,0 pontos) Estuda-se o abastecimento de água para uma granja que conta com 10 pessoas, 05 cavalos, 15 vacas e 200 galinhas. Nas imediações existe um pequeno córrego, cujas águas foram consideradas satisfatórias. Como a sede se encontra em um nível mais elevado, pretende-se instalar uma bomba hidráulica para suprir o abastecimento da caixa d’água da granja. Qual deve ser a potência da bomba, se o comprimento total de trecho reto é 127 m, o rendimento da bomba igual a 80%, o diâmetro da tubulação igual a 75 mm e a diferença de nível entre as superfícies livres da caixa d’água e do córrego for igual 23m?  

Singularidades: 01 válvula de pé com crivo, 03 cotovelos de 90° de raio curva, 02 cotovelos de 45°, 02 válvulas de retenção do tipo leve, 01 registro globo aberto e 01 tê de passagem direta.

Consumo Diário (litros): Pessoas → 100 l, cavalos e vacas → 40 l e galinhas → 0,1 l.

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