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UNIVERSIDADE BANDEIRANTE DE SO PAULO MECNICA DOS FLUIDOS QUARTA LISTA DE EXERCCIOS Grupo de professores: Werner Hanisch, Anselmo Fioranelli Roberta Franzin, Bruno Bayma e Marino Giada
1) O bocal de uma mangueira de incndioapresenta dimetro igual a 29 mm. De acordo com algumas normas de segurana, o bocal deve ser capaz de fornecer uma vazo mnima de 68 m3/h. Determine o valor da presso na seo de alimentao do bocal para que a vazo mnima seja mantida, sabendo que o bocal est conectado a uma mangueira que apresenta dimetro igual a 76 mm. Admita fluido ideal. Resp.: P = 4,08 kgf/cm2. 2) A velocidade da gua na seo de descarga do bocal de uma mangueira de jardim igual a 15 m/s. Qual a mxima altura que o jato de gua, descarregado pelo bocal pode atingir. Resp.: h = 11,46 m.
5) A figura mostra o escoamento de gasolina (= 680 kgf/m3) em uma expanso. as presses nas sees transversais (1) e (2) so respectivamente, iguais a 3,88 bar e 4 bar. Determine a vazo em massa deste escoamento.
Resp.: w = 9,0 kg/s.
6) gua escoa em regime permanente nacontrao da figura. A vazo de 3,8 L/s, D1 = 80 mm e D2 = 50 mm. Admitindo que os efeitos viscosos sejam desprezveis, calcule o valor de de h no manmetro diferencial sabendo-se que o fluido manomtrico mercrio ( =13600 kg/m3).
3) Uma tubulao com dimetro igual a102 mm transporta 68 m3/h de gua em uma presso de 4,0 bar. Determine: b) a carga de presso em metros de coluna dgua; c) a carga de velocidade; d) a carga total utilizando como referncia o plano localizado a 6,1 m abaixo da tubulao. Resp.: a) 40,78 m; b) 0,27 m; c) 47,2 m 4) Uma mangueira de plstico com 10 m de comprimento e dimetro interno igual a 15 mm utilizada para drenar uma piscina do modo mostrado na figura. Qual a vazo em volume do escoamento na mangueira? Admita que os efeitos viscosos so desprezveis.
Resp.: h = 1,3 cm.
7) gua escoa no bocal mostrado na figura.Determine a vazo em volume e a altura h que o jato dgua pode atingir. Despreze os efeitos viscosos sobre o escoamento. Resp.: Q = 2,51.10-2 m3/s e h = 8,35 m.
Resp.: Q = 5,13.10-4 m3/s.
10) Ar escoa no dispositivo mostrado na figura. Se a vazo em massa de ar no dispositivo grande, a presso na contrao pode ser baixa o suficiente para que seja possvel injetar gua no escoamento de ar. Determine a vazo em volume e a presso na seo (1) para que isto acontea. Despreze a compressibilidade do ar e os efeitos viscosos. Dado: ar = 1,2 kg/m3
8) Um escoamento de gua em regimepermanente acontece nos tanques mostrados na figura. Determine a profundidade da gua,hA, no tanque A.
Resp.: Q = 0,0351 m3/s e P1 = 0.
11) gua escoa na contrao mostrada na figura.Determine a vazo em volume na contrao se o dimetro D 0,05 m e a diferena de alturas no manmetro constante e igual a 0,2 m.
Resp.: hA = 15,4 m.
9) O respiro do tanque mostrado na figura estfechado e o tanque foi pressurizado para aumentar a vazo Q. Qual a presso no tanque (P1), para que a vazo no tubo seja igual ao dobro daquela referente situao onde o respiro est aberto? Resp.: Q = 3,9 L/s 12) Determine a vazo atravs do medidor Venturi mostrado na figura.
Resp.: Q = 6,10.10-3 m3/s. Resp.: P1 = 89,4 kPa
13) O dimetro de uma tubulao aumentagradualmente de 150 mm em um ponto M, a 450 mm em N, estando M a 4,5 m abaixo de N. Se a presso em M for de 0,7 kgf/cm2 e em N de 0,49 kgf/cm2 e a vazo de 140 L/s, determine: a) o sentido do escoamento; b) a perda de carga entre os dois pontos; Dados: = 1000 kgf/m3 e g = 9,81 m/s2. Resp.: a) MN; b) H = 0,76 m
e) a potncia da mquina se seu rendimento 80%. Resp.: HA = 35 m; HB = 45,05 m; HC = 0; b)CA; c) bomba; d) HL =10,05 m; e) NB = 2358 cvA
30 m PB M
14) A vazo de gua que bombeada de umlago atravs de uma tubulao com 0,2 m de dimetro 0,28 m3/s. Qual a presso no tubo de suco da bomba em um altura de 1,82 m acima da superfcie livre do lago? Admita que os efeitos viscosos so desprezveis. Resp.: P = -56 kPa.
B
C
5m
17) A figura mostra uma pequena bomba de umamquina de lavar roupa. A cuba de lavagem da mquina tem um dimetro de 525 mm e 250 mm de altura. A carga mdia acima dabomba 375 mm, como mostrado na figura. A mangueira de descarga tem um dimetro interno de 18 mm. A perda de energia no sistema da mangueira 0,22 Nm/N. Se a bomba esvazia a cuba de lavagem em 90 s, calcule a carga total mdia da bomba.
15) A bomba da figura recalca 84L/s de gua.Um manmetro diferencial acusa um desnvel de 20cm de mercrio. Determinar a altura manomtrica, HB da bomba. Inicie o problema fazendo: HE + HB = HS, em que: HE = carga total na entrada da bomba; HS = carga total na sada da bomba; HB = altura manomtrica da bomba. e HE e HS so os pontos onde o manmetro est conectado. Resp.: HB = 3,5 m15cm S 25cm 37cm
Resp.: Pot = 7,0 W
18) No esquema da figura a presso na seo (2)E
2Ocm Hg
16) Na instalao da figura so dados: HPBC = 0; Q = 3,14 m3/s; D = 2 m; PB=4 kgf/cm2 e = 1000 kgf/m3. Determine: a) as cargas totais em A, B e C; b) o sentido do fluxo; c) o tipo de mquina; d) a energia perdida pelo sistema;
2,1 kgf/cm2, a perda de carga entre as sees (1) e (4) 2m, a vazo de 10 L/s, a rea da seo das duas tubulaes 100 cm2. Determinar: a) O sentido do escoamento; b) O tipo de mquina (bomba ou turbina); c) A potncia da mquina se seu rendimento de 70%. Assuma = 1000 kgf/m3 e g = 10 m/s2.
(1) gua 10 m
10 m (2) (3)
4m
M(4) gua
Resp.: a) Sentido 2 para 1, b) bomba, c) N = 4,95 CV