EXERCÍCIO EM CLASSE
Fenômenos de Transporte
Assunto...: Escoamento Incompressível de fluidos não viscosos.
Profº. M.Sc. Lúcio P. Patrocínio
1. Água escoa com velocidade de 3 m/s. calcule a
5. Um medidor venturi, mostrado na figura, tem uma
pressão dinâmica deste escoamento. Expresse
redução de seção cuidadosamente projetada
sua
cuja diferença de pressão é uma medida da
resposta
em
milímetros
de
mercúrio.
Resposta; 33,7 mmHg.
vazão no tubo. Aplicando a equação de Bernoulli
para escoamento permanente, incompressível e
2. Um
tubo
convergente-divergente,
chamado
venturi, desenvolve um escoamento de baixa
pressão na garganta capaz de aspirar fluido para
cima de um reservatório, como na figura.
sem perdas, mostre que a vazão volumétrica Q,
relaciona-se a leitura h do manômetro por
Q=
Aplicando a equação de Bernoulli sem perdas,
A2
1 − (D2 D1 )
2 gh(ρ M − ρ )
4
ρ
deduza uma expressão para a velocidade V1,
Em que ρM é a massa específica do fluido
suficiente para começar a trazer fluido do
manométrico.
reservatório para a garganta.
6. O que é linha piezométrica? Em que ela difere da
3. Uma sonda estática de Pitot é usada para medir
linha de energia? Sob quais condições ambas as
a velocidade de um avião que voa a 3000 m. Se
linhas coincidem com a superfície livre de um
a leitura da pressão diferencial for de 3 kPa,
líquido?
determine a velocidade do avião.
4. Um tanque pressurizado de água tem um orifício
de 10 cm de diâmetro na parte inferior, onde a
7. Defina
pressão
estática,
dinâmica
e
de
estagnação. Como a pressão de estagnação
pode ser medida?
água é descarregada para a
8. Uma aluna usa um sifão para passar água sobre
atmosfera. O nível da água
uma parede com 8,5 m de altura no nível do mar.
está 3 m acima da saída. A
Em seguida, ele sobe no pico do Monte Shasta
pressão do ar do tanque
(elevação de 4.390 m, Patm = 58,5 kPa) e tenta
acima do nível da água é de
realizar a mesma experiência. Comente suas
300 kPa (absoluta), enquanto
perspectivas de sucesso.
a pressão atmosférica é de
9. A água entra em um tanque com diâmetro DT de
100 kPa. Desprezando os
forma constante a uma vazão de massa de me’.
efeitos do atrito, determine a vazão de descarga
Um orifício na parte inferior com diâmetro Do
inicial da água do tanque. Resposta: 0,168 m³/s.
permite que a água escape. O orifício tem uma
entrada arredondada, de modo que as perdas
por atrito são desprezíveis. Se o tanque está
Fenômenos de Transporte - Exercício em Classe – Profº. M. Sc. Lúcio P. Patrocínio
1/3
inicialmente vazio, (a) determine a altura máxima
de ar são de 5 cm e 20 cm, respectivamente. Se
que a água atingirá no tanque e (b) obtenha uma
as condições atmosféricas são de 20 °C e deve
relação para a altura da água z como função do
se mover no cilindro durante o bombeamento
tempo.
para
iniciar
o
efeito
de
atomização.
O
reservatório de líquido é aberto para a atmosfera.
12. Água a 20ºC, no tanque pressurizado da figura 1,
escapa e cria um jato vertical conforme mostra a
10. Ar a 110 kPa e 50 °C escoa para cima através de
um duto inclinado com 6 cm de diâmetro a uma
vazão de 45 L/s. O diâmetro do duto é reduzido
figura. Considerando escoamento permanente
sem atrito, determine a altura H que é atingida
pelo jato.
para 4 cm por meio de um redutor. A variação de
pressão através do redutor é medida por um
manômetro de água. A diferença de elevação
entre os dois pontos do tubo onde os dois braços
do manômetro estão ligados é de 0,20 m.
Determine a altura diferencial entre os níveis de
fluido dos dois braços do manômetro.
13. Água flui por um bocal circular, sai para o ar na
forma de um jato e colide com uma placa, como
mostra a figura 3. A força necessária para manter
a
placa
estacionária
escoamento
é
permanente,
70
N.
sem
Admitindo
atrito
e
unidimensional, calcule (a) as velocidades nas
11. Uma bomba manual de bicicleta pode ser usada
como um atomizador para gerar uma névoa fina
seções (1) e (2) e (b) a leitura h do manômetro
de mercúrio.
de tinta ou pesticida forçando o ar a uma alta
velocidade através de um pequeno orifício e
colocando um tubo curto entre o reservatório de
líquido e o jato de ar a alta velocidade cuja baixa
pressão move o líquido para cima através do
tubo. Em tal atomizador, o diâmetro do orifício é
de 0,3 cm, a distância vertical entre o nível do
líquido do tubo e o orifício é de 10 cm, e a
perfuração (diâmetro) e o movimento da bomba
Fenômenos de Transporte - Exercício em Classe – Profº. M. Sc. Lúcio P. Patrocínio
2/3
14. Se a velocidade de aproximação não for alta
demais, uma saliência no fundo de um canal
d’água causará um afundamento ∆h do nível da
água, que pode servir para medição de vazão.
Se, como mostra a figura, ∆h = 10 cm quando a
saliência tiver 30 cm de altura, qual será a vazão
volumétrica
Q
por
unidade
de
largura,
desprezando as perdas? Em geral, ∆h será
proporcional a Q?
Fenômenos de Transporte - Exercício em Classe – Profº. M. Sc. Lúcio P. Patrocínio
3/3