Trabalho N1-2 - Entregar na data entre 4 a 8 de maio/2015

Professor: Tercinaldo - Campus: VO e PA2

Curso: Engenharia

Disciplina: Fenmenos de Transporte

Aluno: R.A.:

/ /2015

Assinatura do AlunoAssinatura do ProfessorNotaData

CONSIDERAES IMPORTANTES PARA A AVALIAO.

As quests so resolvidas a caneta azul ou preta e sem rasuras e cada questo em uma nica pgina.

O trabalho individual.

Resolues copiadas de colegas no tm aprendizado e no sero corrigidas.

Valor de cada questo 1,0 ponto.

Todas as questes DISSERTATIVAS devem apresentar resoluo com detalhes. Questes sem resoluo, apenas com respostas, NO sero consideradas.

Todas as questes DISSERTATIVAS devem ser resolvidas no espao reservado a elas. No sero aceitas resolues fora desses espaos. Leitura, compreenso e interpretao dos enunciados, bem como a sua organizao nas resolues apresentadas, fazem parte da avaliao, sendo passveis de descontos na sua nota atribuda questo O trabalho extraclasse no valor de 0 a 5 pontos e prova no valor de 0 a 5 pontos e que ser na semana de 4 a 8 de maio de 2015 respectivamente. 1 Q) Desenvolva uma expresso para a variao de presso num lquido que apresenta peso especfico crescente com a profundidade. Utilize a relao = Kh + 0, onde K e uma constante, h a profundidade e 0 e o peso especfico na superfcie livre do lquido.2 Q) O arranjo mostrado inicialmente contm gua e apresenta as seguintes dimenses: H = D = 0,605 m e d = 30,5 mm. leo (densidade 0,85) vertido no funil at que o seu nvel apresente uma altura, h, maior que H/2. Determine os valores do aumento do nvel da gua no tubo, l, em funo de h para H/2 < h < H. (Indique todas as suposies necessrias para a resoluo da questo).

3 Q) Os manmetros tipo Bourdon so muito utilizados nas medies de presso. O manmetro conectado ao tanque mostrado na Figura indica que presso a igual a 34,5 kPa. Determine a presso absoluta no ar contido no tanque sabendo que a presso atmosfrica local igual a 101,3 kPa.

4 Q) Fluidos com viscosidades 1=0,1./2 e 2=0,15/m2 esto contidos entre duas placas (cada placa tem rea de 1m2). As espessuras so 1=0,5 e 2=0,3, respectivamente. Determine a fora F para fazer com que a placa superior se mova a uma velocidade de 1m/s. Qual a velocidade do fluido na interface entre os dois fluidos? 5Q) Na figura o esboo de uma bia, com dimetro e peso iguais a 1,5 m e 8,5 kN, que est presa ao fundo do mar por um cabo. Normalmente, a bia flutua na superfcie do mar mas, em certas ocasies, o nvel do mar sobe e a bia fica completamente submersa. Determine a fora que tensiona o cabo na condio mostrada na figura. Dados: H2O = 10,1kN/m3 Resolver pesquisando os livros que o Conhecimento em funo da pesquisa.

- Fox, McDonald e Pritchard Introduo Mecnica dos Fluidos;

- Yunus A. engel e John M. Cimbala - Mecnica dos Fluidos: Fundamentos e Aplicaes

- Bruce R. Munson, Donald F. Young e Theodore H. Okiishi Fundamentos da Mecnica dos Fluidos

- Franco Brunetti Mecnia dos Fluidos.

- Outros

A figura abaixo mostra o esboo de um tanque cilindrico, com tampa hemisfrica, que contm gua e est conectado a uma tubulaco invertida. A densidade do liquido aprisionado na parte superior da tubulacao e 0,8 e o resto da tubulao est repleto com gua. Sabendo que a presso indicada no manmetro montado em A 60 kPa. Determine: a) a pressao uestoem B, b) a pressao no ponto C.

c) Qual a relao entre as vazes volumtricas e as velocidades mdias na entrada e na sada de uma contrao brusca de seo de rea quadrada por onde escoa um fluido incompressvel, isotrmico em

regime permanente?

d) A maioria dos medidores de vazo que usam uma reduo da seo, para escoamentos internos, baseiam-se no princpio da acelerao de uma corrente fluida atravs de alguma forma de bocal, conforme mostrado na figura I abaixo. A separao do escoamento na borda viva da garganta do bocal provoca a formao de uma zona de recirculao, como mostrado pelas linhas tracejadas a jusante do bocal. O escoamento da corrente principal continua a acelerar-se, aps a garganta, formando uma vena contracta na seo 2 e, em seguida, desacelera-se, a fim de preencher o duto. Figura I.Frequentemente se combinam duas sondas, como na configurao mostrada na figura II abaixo, usando-se um tubo de Pitot e um de presso esttica. O tubo interno usado para medir a presso de estagnao no ponto B, enquanto a presso esttica em C medida pelos pequenos orifcios no tubo externo. Em campos de escoamento em que a variao de presso esttica no sentido do fluxo pequena, a combinao mostrada pode ser empregada para avaliar a velocidade no ponto B do escoamento.

Figura II. Considerando que os fragmentos de texto e as figuras acima tm carter unicamente motivador, redija um texto dissertativo acerca do seguinte tema. PRINCPIOS DE FUNCIONAMENTO DE MEDIDORES DE VAZO E VELOCIDADE EM ESCOAMENTOS INCOMPRESSVEISAo elaborar seu texto, aborde, necessariamente, os seguintes aspectos:

definies de presso esttica, dinmica e de estagnao;

princpio de funcionamento das placas de orifcio e tubos de Venturi e suas diferenas no que tange perda de carga imposta ao escoamento;

princpio de funcionamento dos tubos de Pitot e fatores que influenciam na preciso desse tipo de instrumento.2 Q) O tanque aberto da figura contm gua e est sendo abastecido pelos dutos de seo 1 e 3. Pede- se:

a) Deduza uma expresso analtica para a taxa de variao do nvel da gua, dh/dt, em termos das vazes volumtricas nas sees (1), (2) e (3) e do dimetro do tanque (cilndrico) D, arbitrrio.

b) Se o nvel h de gua for constante, determine a velocidade na seo (2), supondo velocidade na seo (1) igual a 3 m/s e vazo em volume na seo (3) de 0,01 m3/s.

c) Para as medidas manomtricas indicadas na figura determinar se o escoamento para cima ou para baixo e calcular a perda de carga.

d) Calcule as presses efetivas e absolutas nos pontos A, B e C, a altura h de leo com densidade relativa em relao gua a 20C de 0.8 e o peso W do mbolo. Qual o valor da leitura no manmetro? O ar contido no tanque est pressurizado ou sob vcuo? A presso atmosfrica local de 101.3kPa e a acelerao da gravidade de 10 m/s2.

3) Em um tubo de Pitot, instalado em uma tubulao com rea da seo transversal A, representado na figura abaixo, escoa gua com velocidade V. A presso dinmica provocar um deslocamento h no mercrio contido no tubo de Pitot. A acelerao da gravidade g e a massa especifica do lquido .

a) Desprezando o pequeno desnvel entre as duas posies das extremidades, 0 e 1, do tubo de Pitot e com os dados apresentados acima, obtenha a equao para a determinao da velocidade do fluido, aplicando a equao de Bernoulli.

b) Determine a equao da vazo volumtrica e a vazo em massa do fluido de acordo com os dados apresentados acima.

c) a partir da equao de Bernoulli, prove que (p0) a presso nos pontos onde a velocidade do fluido nula.

d) A gua escoa na contrao assimtrica de uma tubulao cilndrica mostrada na figura abaixo. Deduza uma expresso da vazo volumtrica Q na contrao em funo dos dimetros D1 e D2 sabendo que a diferena de alturas nos manmetros constante e igual a h. A acelerao da gravidade g.

4) a) O espao entre duas placas paralelas est preenchido com um leo que apresenta viscosidade dinmica igual a 4,56 x 10-2 N.s/m2. A placa inferior imvel e a superior est submetida a uma fora P. Se a distncia entre as duas placas 2,5 mm, qual deve ser o valor de P para que a velocidade da placa superior seja igual a 0,9 m/s? Admita que a rea efetiva da placa superior seja igual a 0,13 m2 e que o perfil de velocidade linear.

b)

c) O tubo de 6 cm de dimetro da figura a seguir contm glicerina a 20C escoando a uma taxa de 6 m3/h. Pede-se: classificar a glicerina de acordo o que se pede abaixo.

( ) fluido compressvel ( ) fluido Newtoniano

( ) fluido incompressvel ( ) fluido no-NewtonianoJustifique sua esposta.d) Em um tubo reto, de raio R, se desenvolve um escoamento laminar de gua. O perfil de velocidades na seo (1) uniforme com velocidade U paralela ao eixo do tubo. O perfil de velocidade na seo (2) axissimtrico, parablico, com velocidade nula na parede do tubo e velocidade mxima Umax, na linha de centro do tubo. Qual a relao entre U e Umax?

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