FACULDADE DE TECNOLOGIA E CIÊNCIAS DISCIPLINA: FENÔMENOS DE TRANSPORTES PROFESSOR: Clécio R Cosenza LISTA DE EXERCÍCIOS / 2ª UNIDADE DATA ENTREGA: 20/06/2013 Resolver os exercícios abaixo: 1. Dois reservatórios cúbicos de 10 m e 5 m de aresta, são enchidos por água proveniente de uma mesma

tubulação em 500 s e 100 s, respectivamente. Determinar a velocidade da água na tubulação sabendo que o seu diâmetro é 1,0 m.

2. O avião esboçado na figura voa a 971 km/h. A área da seção frontal de alimentação de ar da turbina é igual

a 0,8 m2 e o ar, neste local, apresenta massa específica de 0,736 kg/m3. Um observador situado no avião detecta que a velocidade dos gases na exaustão da turbina é igual a 2021 km/h. A área da seção transversal da exaustão da turbina é 0,558 m2 e a massa específica dos gases é 0,515 kg/m3. Determine a vazão em massa de combustível utilizada na turbina.

3. A pressão no ponto S do sifão da figura não deve cair abaixo de 25 kPa (abs). Desprezando as perdas,

determinar: a) a velocidade do fluido; b) a máxima altura do ponto S em relação ao ponto (A); Dado: Patm =100 KPa; γ = 104N/m³

4. Uma quantidade de água escoa através da instalação esboçada na figura. A canalização que conduz a água

tem um diâmetro interno de 10 cm e possui ao todo 20m de comprimento. a) Dado que a vazão de água é 126 litros /s, e as perdas na tubulação equivalem a 50 Joules/KN para cada metro de tubulação, determinar a potência fornecida ( ou recebida ) pela água pela máquina M, indicando se é uma bomba ou uma turbina.

b) Determine a potência da máquina se o seu rendimento for 65%. Dados/Informações Adicionais: O tanque da figura tem grandes dimensões

2m

5. Na instalação da figura, os reservatórios são de pequenas dimensões, mas o nível mantém-se constante. a) Qual é a vazão na tubulação que une a parte inferior dos dois tanques? b) Para que aconteça essa vazão, qual a pressão EFETIVA em (3)? c) Qual é a perda de carga na tubulação inferior dos dois tanques? Dados: potência recebida pelo fluido da bomba N = 1,5 kW; D1 = 4cm; D1# D2 P1 = 50 kPa (abs); Patm= 100 kPa; Hp01 = 2 m; Hp23 = 4 m; γ= 104N/m³

6. Na instalação da figura, a potência trocada entre o fluido e a máquina é 7,14KW. Se o escoamento é perfeitamente isotérmico e a perda de carga dissipada entre (0) e (1) é 4,2KW, determinar:

a) o tipo de máquina; b) A perda de carga entre (s) e (1) em KW. Dados: γH2O = 104N/m³; Q = 42 L/s; g = 10 m/s²; A = 105 cm² (área da seção da tubulação).

7. Em um pequeno edifício, uma bomba é utilizada para recalcar água de um reservatório subterrâneo para

uma caixa d’água situada no topo do edifício. A tubulação de recalque, conforme mostra a figura, tem diâmetro de 1” (uma polegada ) e deve ser capaz de encher um tanque retangular de dimensões 7m por 4m e 1,5m de altura em 4 horas. Considerando a água um fluido ideal, determine :

a) A velocidade de escoamento da água na tubulação. b) a altura manométrica da bomba c) a potência da bomba (em HP), considerando que o seu rendimento é 65%.

Dados/Informações Adicionais: Reservatório subterrâneo tem grandes dimensões e está aberto para a atmosfera. g= 9,8 m/s. 1”=2,54 cm. 1HP =746W

8. No sistema da figura abaixo, qual o valor de p no 2º tanque para que a vazão do mesmo seja o dobro do 1º tanque e a potência gerada pela turbina seja de 2HP(1HP=746W) com rendimento de 80% e uma vazão na saída de 30l/s. Desprezar as perdas..

9. Para a instalação esquematizada pela figura a seguir, onde a pressão efetiva do gás é 20KPa pede-se

determinar a potência útil da bomba em CV considerando um rendimento de 80%. Dados: Vazão (Q) = 10 litros/s; perdas Hp 0-1 = 5m; perdas Hp 2-3 = 10m; D1=5cm; D2=10cm;

γ= 9.800N/m³. 1CV=736W. Considerar a velocidade de escoamento em (0) igual a de (1).

10. Na figura abaixo, mediu-se a distância que o jato d’água alcança partindo da lateral do fundo de um tanque

com grandes dimensões, situado a 1 metro do solo. A partir daí, obter: a- A altura h, velocidade e vazão com que a água sai da tubulação, desprezando as perdas. b- Se a altura medida h é 3 metros, qual será a perda de carga no tanque, considerando as mesmas condições

anteriores.

11. No tubo Venturi da figura querosene ( densidade: 0,85 ) escoa como fluido ideal. A área na seção (1) é

24 cm2 enquanto que a da seção (2) é 12 cm2.Um manômetro cujo fluido manométrico é mercúrio ( γ = 133.280 N/m³ ) é ligado entre as seções (1) e (2) e indica um desnível “h” de 20cm. Obter a vazão que passa pelo duto.

h (m)

1m

3,16m

Q1Q1Q1Q1

Q2Q2Q2Q2 QTQTQTQT

QTQTQTQT

TREF.

30cm

6cm3,0m2,0m

p

12. Em uma indústria farmacêutica, pretende-se dimensionar uma estufa. Ela terá a forma cúbica de 1 m de

lado e será construída de aço (k = 40 kcal/h.m.ºC), com 10 mm de espessura, isolada com lã de vidro(k= 0,08 kcal/h.m.ºC) e revestida com plástico (k= 0,2 kcal/h.m.ºC) de 10 mm de espessura. O calor será inteiramente gerado por resistências elétricas de 100, pelas quais passará uma corrente de 10A (P = R . i² ). Não pode ser permitida uma perda de calor superior a 10 % do calor gerado. Sabendo-se que as temperaturas nas faces das paredes, interna e externa, são respectivamente 300 ºC e 20 ºC pede-se:

a) A resistência térmica exigida na parede da estufa; b) A espessura da lã de vidro. DADO: 1 W = 0,86 Kcal/h