3° Lista de Exercícios de Mecânica dos Fluidos ( Prof. Gilberto Garcia Cortez)
1- A Figura mostra a confluência de dois rios. Observe que os perfis de velocidade nos dois
rios a montante da confluência são uniformes e que o perfil de velocidade na seção a
jusante da confluência não é uniforme. Sabendo que a profundidade do rio formado é igual
a 1,83 m, determine o valor de V.
Resp.: V = 1,04 m/s
2- A Figura mostra um ejetor líquido-líquido que arrasta um óleo que apresenta densidade
(SG) igual a 0,9. A vazão de água é 1,0 m3/s e a mistura água-óleo apresenta densidade
(SG) igual a 0,95. Calcule a vazão de óleo arrastada neste ejetor.
Resp.: Q2 = 1,0 m3/s
3- O compressor indicado na Figura é alimentado com 0,283 m3/s de ar na condição padrão
(15°C). O ar é descarregado do tanque através de uma tubulação que apresenta diâmetro
igual a 30,5 mm. A velocidade e a massa específica do ar que escoa no tubo de descarga
são iguais a 213 m/s e 1,80 kg/m3.
(a) Determine a taxa de variação da massa de ar contido no tanque em kg/s.
(b) Determine a taxa média de variação da massa específica do ar contido no tanque.
Resp.: (a) dM/dt = 0,06797 kg/s ; (b) Dρ
ρ/Dt = 0,1192 kg/m3.s
4- A Figura mostra a vista lateral da região de entrada de um canal que apresenta largura
igual a 0,91 m. Observe que o perfil de velocidade na seção de entrada do canal é uniforme
e que, ao longe, o perfil de velocidade é dado por µ = 4y – 2y2, onde µ está especificado em
m/s e y em metros. Nestas condições, determine o valor de V.
Resp.: V = 0,73 m/s
5- Ar escoa com velocidade de 0,61m/s na porta da garagem esboçada na Figura.
Determine a velocidade média dos escoamentos nas duas janelas V, indicadas na Figura,
sabendo que as alturas das janelas são iguais a 1,2 m.
Resp.: 0,51 m/s
6- O tanque cilíndrico mostrado na Figura é alimentado pelas seções (1) e (2) com as
vazões indicadas na Figura. Determine a velocidade média na seção de descarga do tanque,
sabendo que o nível da água no tanque permanece constante ao longo do tempo.
Resp.: V3 = 0,70 m/s
7- Ar escoa em regime permanente no tubo longo mostrado na Figura. Levando em
consideração as pressões estáticas e temperaturas estáticas indicadas na Figura, determine a
velocidade média na seção (2) sabendo que a velocidade média na seção (1) é igual a 205
m/s.
Resp.: V2 = 314 m/s
8- A Figura a seguir mostra o esboço de um ejetor líquido-líquido. A área da seção
transversal do jato d’água é igual a 0,01 m2 e a velocidade média do jato é 30 m/s. Este jato
provoca o arrastamento de água que, inicialmente, escoa pela seção anular do tubo (ver
Figura). A área da seção transversal do tubo é igual a 0,075 m2. Determine a vazão de água
que é arrastada pelo jato sabendo que a velocidade do escoamento no tubo é uniforme e
igual a 6 m/s a jusante do ponto de descarga do jato.
Resp.: Q1 = 0,15 m/s (vazão da água arrastada)
9- A Figura mostra uma seringa hipodérmica que é utilizada para aplicar vacinas. Calcule a
velocidade média do escoamento na agulha admitindo que a velocidade do êmbolo é
constante e igual a 20 mm/s e que a vazão em volume do vazamento é igual a 10% da
vazão de vacina na agulha. Os diâmetros internos da seringa e da agulha são
respectivamente iguais a 20 mm e 0,7 mm.
Resp.: VS(médio) = 14,84 m/s
10- A Figura mostra um ressalto hidráulico localizado a jusante de um vertedor. A
profundidade do escoamento a montante do ressalto é igual a 0,18 m e neste local a
velocidade média do escoamento é 5,5 m/s. Calcule a profundidade do escoamento a
jusante do ressalto sabendo que neste local a velocidade do escoamento é igual a 1,0 m/s.
Resp.: h = 0,99 m/s