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2ª Lista de Exercícios de Fenômenos de Transporte 1) Um fluido escoa por um tubo à v = 3m s-1. A altura sobre a referência adotada é de 4,5 m. Calcular a altura da carga total, em metros de coluna do fluido, quando este for: a) água (p/γágua = 3,5 m) b) óleo (p/γóleo = 4,38 m) 2) O eixo de uma canalização de 300 mm, cuja vazão é de 170 L s-1 de água, está 9 m acima do plano de referência e sob a altura de carga total de 4,50 m.c.a. Calcular a pressão absoluta no tubo, considerando a pressão atmosférica igual a 10 m.c.a. 3) Um conduto e constituído por 2 trechos, com diâmetros de 0,25(A) e 0,20 (B) m, como mostra a Figura 1. Sabendo-se que (PA/γ) é de 15,0 m.c.a. e que a no trecho de maior diâmetro vA= 0,6 m s-1, calcule a vazão no conduto e (PB/γ) ponto B. (Supor movimento sem atrito). Figura 1 4) Quais são as vazões de óleo em massa e em volume no tubo convergente da Figura 2, para elevar uma coluna de 20 cm de óleo no ponto (0)? Dados: desprezar as perdas de carga; γóleo= 8.000 N m-³; g = 9,81 m s-² 2ª Lista de Exercícios de Fenômenos de Transporte Figura 2 5) No conduto da Figura 3, o fluido é considerado ideal. Dados: H1 = 16 m; P1 = 52 kPa; γ = 104 N m-³; D1 = D3 = 10 cm. Determinar: a) a vazão em volume; b) o diâmetro da seção (2). Figura 3 6) A água escoa pelo tubo inclinado da Figura 4, cuja seção varia do ponto 1 para o ponto 2, de 100 cm2 para 50 cm2. Em 1, P1 é de 0,5 kgf cm-2 e a elevação é de 100 m ao passo que no ponto 2 P2 é de 3,38 kgf cm-2 e a elevação é de 70 m. Calcular Q em L s-1. 2ª Lista de Exercícios de Fenômenos de Transporte Figura 4 7) Em cum canal de concreto (Figura 5), a profundidade (y1) é de 1,2 m e as águas escoam com v = 2,4 m s-1, até certo ponto, onde, devido a uma queda, v = 12 m s-1, reduzindo-se a profundidade 2 (y2) a 0,60 m. Desprezando as possíveis perdas por atrito, determine (Z1 – Z2). Figura 5 8) O sifão da Figura 6 retira água do reservatório de nível constante estabelecendo escoamento de A para C por força de pressão atmosférica. Supondo que a tubulação de diâmetro de 150 mm e PA/γ = 0, calcular a vazão em m3 s-1 admitindo que a perda de carga no trecho AB é de 0,75 m e no trecho BC é de 1,25 m Figura 6 1 2 2ª Lista de Exercícios de Fenômenos de Transporte 9) Os reservatórios cúbicos da Figura 7 são cheios pelos tubos em 100 e 500 s, respectivamente. Determinar a velocidade da água na secção A, sabendo que o diâmetro do conduto nessa seção é de 1 m. Figura 7 10) Água escoa em regime permanente no tubo Venturi da Figura 8. A área A é de 20 cm2 enquanto que a da garganta é 10 cm2. Um manômetro cujo líquido manométrico é mercúrio (γ Hg = 13600 kgf/m3) é ligado entre as seções (1) e (2) e indica o desnível mostrado na figura. Pede-se a vazão de água que passa pelo Venturi (γ H2O = 1000 kgf/ m3 ). Figura 8 2ª Lista de Exercícios de Fenômenos de Transporte 11) Um bloco de madeira flutua, mantendo dois terços de seu volume embaixo d’água. Quando flutua no óleo, 90% de seu volume ficam submersos. Calcule a massa específica da madeira e do óleo. 12) Um bloco cúbico de gelo (densidade relativa = 0,92) flutua em água do mar (densidade relativa = 1,025), mantendo 10 cm para fora da água, como mostrado na figura. Determine a altura submersa na água do mar. 13) Um objeto sólido, com massa de 600 g e volume de 1 litro, está parcialmente imerso em um líquido, de maneira que 80% do seu volume está submerso. Considerando a aceleração da gravidade igual a 9,8 m/s2, Qual é a massa específica do líquido? 14) Um objeto de densidade 300 kg/m3 e massa 15.000 kg flutua nas calmas águas de um lago. Se a densidade do fluido é 1000 kg/m3, determine o volume imerso do corpo. Respostas terceira lista de Exercícios 1 – a) H = 8,459 mca b) H = 9,339 mca 2) Pabs = 5,205 mca 3) Q = 2,945 x 10-2 m3 s-1 (PB/γ) = 24,970 mca 4) Q = 2,565 x 10-3 m3 s-1 2ª Lista de Exercícios de Fenômenos de Transporte G = 2,097 kg s-1 5) a) Q = 0,0311 m3 s-1 b) D2 = 56 mm 6) Q = 28 L s-1 7) Z1 – Z2 = 6,45 m 8) Q = 0,124 m3 s-1 9) vA= 4,14 m s-1 10) Q = 5,738 x 10-3 m3 s-1 11) a) 666,66kg/m3 b) 740,74kg/m3 12) h = 0,88 m 13) 500 kg/m3 14) a)12 m3 b) 18 m3