Atividade de Aprendizagem 02 respondida

Prévia do material em texto

Mecânica dos Fluidos
Aluno (a): Julianne Kelly de Oliveira Galhardo
Data: 18 / 11 /2023
Atividade de Aprendizagem 02
ORIENTAÇÕES:
· Esta Atividade contém 03 questões, totalizando 10 (dez) pontos.
· Ler atentamente as instruções contidas no documento é de fundamental importância na realização da avaliação.
· Para esta atividade o aluno poderá utilizar-se das ferramentas de pesquisas como: internet, artigos científicos, manuais técnicos, livros e literaturas disponibilizadas em nossa biblioteca.
· Você deve preencher dos dados no Cabeçalho para sua identificação - Nome / Data de entrega
· Ao terminar grave o arquivo com o nome Atividade de Envio (nome do aluno).
· A nota será lançada no sistema.
· O prazo de correção é de até 07 (sete) dias úteis. 
· Envie o arquivo pelo sistema em formato digital em PDF ou WORD.
Bons Estudos!
Observação: Só será avaliada a questão que apresentar o seu respectivo desenvolvimento.
QUESTÕES
1. Na seção 2.2.1, (aula 02) se o gerador necessitasse de uma velocidade de 3200 rpm, qual seria a velocidade do jato d’água do injetor para manter a mesma potência de geração de energia?
P = 34183,296 W Onde:
P é a potência de geração de energia [W], 
ω é a velocidade angular [rad/s], 
T é o torque sobre o rotor da turbina [Nm] e N é a velocidade de rotação do rotor da turbina [RPM]. Logo:
P= (2π3200/60) *102,9 = 34183,3 w (π=3,14)
2. Considerando a equação da energia mecânica, determine a máxima potência de geração (sem perdas de carga hL = 0) que a turbina mostrada no esquema que segue poderia produzir. Considere a vazão volumétrica de água na turbina Q = 5 m³/s.
Por simplificação, considera-se que o escoamento é permanente e incompressível. A pressão sobre as superfícies livres dos reservatórios é a pressão atmosférica e a velocidade V₁ = 0 e V₂ = 6 m/s. Portanto utilizando a equação para a altura de carga hp:
hp = (P₂ - P₁) /γ + (V₂² - V₁²) /2. g + (z₂ - z₁) + ht + hl (1).
Sabemos que, hl = 0 e que como não há alteração na pressão, logo a diferença de pressão também é 0, P₂ - P₁ = 0. Sendo assim:
hp = 0 + (V₂² - 0) /2. g + (z₂ - z₁) + ht + 0
hp = V₂²/2. g + (z₂ - z₁) + ht (2).
Substituindo os dados fornecidos na equação (2), teremos:
hp = (6 m/s) ²/2(10 m/s²) + (100 m) + (1 m)
hp = 102,8 m.
Em termos da pressão mínima que a bomba deve fornecer para realizar este bombeamento, considerando γágua = 10.000 N/m³:
Pp = γ. hp
Pp = (10.000 N/m³) (102,8 m)
Pp = 1 028 000 N/m² = 1,028 x 10⁶ N/m².
A potência da bomba P [W] será dada então pelo produto da pressão pela
vazão volumétrica Q [m³/s]:
P = Q. Pp
P = (5 m³/s) (1,028 x 10⁶ N/m²)
P = 5 140 kW.
Ou seja, para executar esse serviço de bombeamento entre esses dois reservatórios na vazão requerida, a potência mínima da bomba é de 5 140 kW.
3. Qual seria a diferença de pressão que seria medida em um tubo de Pitot de um avião que voa a 800 km/h. Apresente o resultado em metros de coluna de água e em Pascais (Pa). Considere a aceleração da gravidade na altitude do vôo g = 9,7 m/s e ρAR = 1,23 kg/m³.
O tubo de Pitot é um dispositivo e é utilizado em aviões para determinar a velocidade do voo
. A partir da Equação da velocidade do escoamento e a do voo será dada por:
Vp = √ [2(Pq - Pp) /ρ]
(Pq - Pp) = ρ. Vp²/2 (3).
Agora basta substituir os dados fornecidos na tarefa na equação (3) e converter a velocidade para (m/s):
800 km/h = 222,222 m/s.
Logo:
(Pq - Pp) = (1,23 kg/m³) (222,222 m/s)²/2
(Pq - Pp) = 30 370,37 Pa ≈ 30,4 kPa.
Atividade de Aprendizagem 02: Mecânica dos Fluidos
image1.png
image2.emf