5 lista hidrodinâmica parte1

7/17/2019 5 Lista Hidrodinâmica Parte1

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PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE GOIÁS PROFª MS.: JORDANA MOURA CAETANO

5ª LISTA DE EXERCÍCIOS

HIDRODINÂMICA – PARTE 1

1. Um conduto de 100 mm de diâmetro tem uma descarga de 6L/s. Qual avelocidade média de escoamento?

2. Em um edifício de 12 pavimentos, a vazão máxima provável, devida ao uso dediversos aparelhos, em uma coluna de distribuição de 60 mm de diâmetro, é de7,5 L/s. Determine a velocidade de escoamento.

3. Verificou-se que a velocidade econômica para uma extensa linha de recalque é1,05 m/s. A vazão necessária a ser fornecida pela bomba é de 450 m³/h.Determinar o diâmetro da linha.

4. Em uma instalação industrial, ar quente a 300°C flui sobre uma placa finametálica plana. Como a placa contém alguns sensores, esta deve ser mantida auma temperatura de 27°C. Para isto, utiliza-se um sistema de refrigeraçãocomposto por tubos sob a placa, por onde circula água de refrigeração.Determine o diâmetro dos tubos para uma vazão de 50 m³/h se a água percorreruma distância no interior dos tubos de 38 m em 14 s.

5. Um tubo de 100 mm de diâmetro conduz água a uma velocidade de 0,9 m/s e passa a uma tubulação com diâmetro de 6”. Determine a vazão e a velocidade da

água no tubo maior. Considere 6” = 150 mm (valor comercial).

6. Sabendo que a velocidade do trecho 1 é de 5 m/s e no trecho 2 é de 1,25 m/s,determine a vazão e o diâmetro do trecho 2, sabendo que o diâmetro no trecho 1é igual a 0,1 m.

7. Considere o esquema abaixo:

Sabendo que a tubulação principal possui diâmetro de 125 mm, que a velocidade deescoamento no início desta tubulação (ponto A) é de 1,84 m/s e que a vazão das saídas

intermediárias é cerca de 2,0∙10-3 m³/s, determine qual é a vazão no início da tubulação principal (ponto A) nos trechos de 1 a 4 e a vazão de saída (ponto B).



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8. Considere o esquema abaixo:

a) O tubo 1 mede 50 mm de diâmetro e liga os pontos A e D. Entre esses pontos há

duas saídas, uma de 25 mm de diâmetro (ponto B) e outra de 18 mm de diâmetro(ponto C). A velocidade entre os pontos A e B é de 2,5 m/s e entre C e D é de0,8 m/s. Determine a velocidade da água nas saídas B e C e suas respectivasvazões sabendo que a vazão medida entre os pontos B e C é de 6500 L/h.

b) Sabendo que a vazão no ponto 1 do tubo 2 é de 5000 L/h e na saída 2 de 1000L/h, qual a vazão em cada saída intermediária, se 75% da água escoa nas saídasde maior diâmetro?

c) Qual deve ser o diâmetro no início do tubo 2 para a velocidade não exceder 2,3m/s?

9. No tubo da figura, determinar a vazão em volume, em massa, em peso e a

velocidade média na seção (2), sabendo que o fluido é água e que A1 = 10 cm² eA2 = 5 cm². (ρH2O = 1000 kg/m³, g = 10 m/s²).

10. O ar escoa num tubo convergente. A área da maior seção do tubo é 20 cm² e a da

menor é 10 cm². A massa específica do ar na seção (1) é 1,2 kg/m³, enquanto naseção (2) é 0,9 kg/m³. Sendo a velocidade na seção (1) 10 m/s, determinar asvazões em massa, volume, em peso e a velocidade média na seção (2).

11. Um tubo admite água (ρ = 1000 kg/m³) num reservatório com uma vazão de 20

L/s. No mesmo reservatório é trazido óleo (ρ = 800 kg/m³) por outro tubo comuma vazão de 10 L/s. A mistura homogênea formada é descarregada por um



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tubo cuja seção tem uma área de 30 cm². Determinar a massa específica damistura no tubo de descarga e sua velocidade.

12. Um propulsor a jato queima 1 kg/s de combustível quando o avião voa avelocidade de 200 m/s . Sendo dados: ρar = 1,2 kg/m³; ρm = 0,5 kg/m³ (seção 2);A1 = 0,3 m² e A2 = 0,2 m². Determinar a velocidade dos gases queimados naseção de saída.

13. Água é descarregada de um tanque cúbico de 5 m de aresta por um tubo de 5 cmde diâmetro. A vazão no tubo é 10 L/s. determinar a velocidade de descida dasuperfície livre da água do tanque e, supondo desprezível a variação da vazão,determinar quanto tempo o nível da água levará para descer 20 cm.

14. O tanque maior da figura abaixo permanece a nível constante. O escoamento nacalha tem uma seção constante transversal quadrada e é bidimensionalobedecendo a equação v = 3y². Sabendo que o tanque “B” tem 1 m³ e étotalmente preenchido em 5 segundos e o conduto circular tem 30 cm dediâmetro, pede-se:a) Qual a velocidade média na calha quadrada?

b) Qual a vazão no conduto circular de 30 cm de diâmetro?c) Qual a velocidade na seção do conduto circular de 30 cm de diâmetro?

d) Qual o tipo de escoamento no conduto circular de 30 cm de diâmetro?



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15. O bocal da figura descarrega 40 L/s de um fluido de ν = 10-4 m²/s e γ = 8.000

N/m³ no canal de seção retangular. Determinar:a) a velocidade média do fluido no canal;

b) o mínimo diâmetro da seção (1) para que o escoamento seja laminar;c) a velocidade máxima no canal se o diagrama é do tipo v = ah²+ bh + c com

dv/dh = 0 na superfície do canal (vide figura).

RESPOSTAS:1. 0,764 m/s2. 2,65 m/s.3. 0,389 m.4. 0,081 m.5. 7,069∙10-3 m³/s; 0,4 m/s.6. 0,2 m; 0,039 m³/s.7. QA = 0,0226 m³/s; Q1 = 0,0186 m³/s; Q2 = 0,0146 m³/s; Q3 = 0,0106 m³/s; Q4 =

0,0066 m³/s; QB = 0,0026 m³/s.8. a) Saída B: Q = 3,1032∙10-3 m³/s; v = 6,32 m/s.

Saída C: Q = 2,3476∙10-4 m³/s; v = 0,92 m/s. b) Saída maior: Q = 1,389∙10-4 m³/s/saída; Saída menor: 4,63∙10-5 m³/s/saída.c) 0,0277 m.

9. Q = 10-3 m³/s; Qm = 1 kg/s; QG = 10 N/s; v2 = 2 m/s.10. Qm = 0,024 kg/s; v2 = 26,67 m/s; Q1 = 0,02 m³/s; Q2 = 0,2667 m³/s; QG = 0,24

N/s.11. 933,33 kg/m³; 10 m/s.12. 730 m/s.13. 4 ∙ 10

-4 m/s; 500 s.14. a) 1 m/s; b) 0,8 m³/s; c) 11,32 m/s; d) turbulento.15. a) 0,5 m/s; b) > 0,2546 m; c) 0,75 m/s.

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