UNIVERSIDADE FEDERAL DO PAMPA – Campus Bagé
SEMESTRE: 2013/2
CURSOS: ENGENHARIA DE COMPUTAÇÃO/ ENGENHARIA DE PRODUÇÃO
COMPONENTE CURRICULAR: FENÔMENOS DE TRANSPORTE (BA000200)
PROFESSOR: Marcilio Machado Morais
LISTA DE EXERCÍCIOS 3: Conceituação de Fluido, Cinemática dos Fluidos e Balanços Globais
Conceituação de Fluido e Cinemática dos Fluidos:
1- Cem litros por segundo de água a 25ºC entra em uma tubulação horizontal de diâmetro interno de 1,0 m; a saída
da tubulação tem um diâmetro de 50 cm. Determine o regime de escoamento na tubulação de menos diâmetro.
RESP: Regime Turbulento.
2- O perfil de velocidade de escoamento de um fluido incompressível em um tubo liso de seção circular de raio
“R”, em regime turbulento (Re >105), apresenta a seguinte relação:
Rr
u  u max .

 R 
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a) Obtenha a equação que relaciona a velocidade média de escoamento (ub) com a velocidade máxima (umax).
Resp: ub = 0,817 umax.
b) Esboce em um gráfico, o perfil de velocidade de escoamento para este caso e para o regime laminar.
Compare os resultados e discuta.
Balanços Globais:
3- Um óleo cru de petróleo com uma massa específica de 892 kg/m3 está escoando por uma tubulação arranjada
como mostrado na figura abaixo a uma vazão total de 1,388 x 10-3 m3/s entrando no tubo 1.
O escoamento é divido igualmente em cada um dos 3 tubos. A tubulação é de aço SCH 40 e diâmetros mostrados
conforme a figura.
a) Calcule a vazão mássica total no tubo 1 e 3. Resp: m1 = 1,238 kg/s e m3 = 0,619 kg/s.
b) Calcule a velocidade média em 1 e 3. Resp: v1 = 0,641 m/s e v3 = 0,528 m/s.
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4- Água escoa em um bocal conforme é mostrado na Figura abaixo. Determinar a variação de pressão (em Pa,
mmHg e m.c.a.) entre a entrada e a saída do bocal, sendo que a vazão de entrada é 500 mL/s. Dados do diâmetro do
bocal: Dentrada = 2 in; Dsaída = 1 in. RESP: -P = 451,2 Pa = 3,38 mmHg = 0,0460 m.c.a..
5- Calcular a potência requerida por uma bomba que funciona com 70% de eficiência com a finalidade de enviar
56,7 L/min de ácido sulfúrico 98% a 20ºC, de um tanque que se encontra a pressão atmosférica até outro sob
pressão relativa de 0,7 kgf/cm2, cujo nível se encontra a 3,0 m acima do nível do tanque mais baixo. Serão
utilizados nesse transporte 300 m de tubulação de aço de 2” SCH 40. Considerar que as perdas por atrito na
tubulação são iguais a 21,6 J/kg. (Dados: H2SO4 98%  d = 1,836; μ = 26 cp). RESP: Potência = 0,22 kW = 0,294 hp.
6- Um tanque cilíndrico aberto com 3,0 m de diâmetro interno e aberto contém água a 25ºC; o volume do tanque é
10.000 L; determine a variação de volume do tanque em função do tempo, bem como o tempo para que o seu
volume se reduza pela metade. Desconsiderar as perdas por atrito na parede do tanque, bem como na sua saída. A
tubulação de saída do tanque se encontra no fundo do mesmo, sendo que o diâmetro interno da referida tubulação é
1,0 in. A descarga é aberta. RESP: t = 36,6 min.
7- Água a 85ºC é armazenada em um grande tanque isolado a pressão atmosférica. Ela é bombeada por uma bomba
em condições de estado estacionário deste tanque até um segundo tanque a uma vazão de 0,567 m3/min. Pode-se
considerar que a linha de tomada da bomba se encontra no nível do líquido do tanque de armazenamento e a
descarga, no nível de líquido do segundo tanque. A bomba fornece para o sistema uma energia equivalente a 7,45
kW de potência. A água passa através de um trocador de calor, onde cede 1408 kW. A água resfriada é
descarregada no segundo tanque, também aberto, cujo nível de líquido se mantém 20 m acima do nível de líquido
do primeiro tanque. Calcule a temperatura final da água que é descarregada. Desconsiderar as perdas por atrito no
sistema da tubulação. RESP: T = 48,4 ºC.
8- Uma bomba escoa 69,1 gal/min de um líquido, que tem densidade de 114,8 lb/ft 3, de um tanque de
armazenamento que se encontra aberto até um outro tanque. A tubulação utilizada é de aço. A linha de sucção da
bomba é composta de tubo de 3” SCH 40 e a linha de descarga da bomba é composta de tubo de tubo de 2” SCH
40. A linha de descarga da bomba está 50 ft acima do nível de líquido do tanque de armazenamento e 30 cm acima
do nível de líquido do segundo tanque. As perdas por atrito no sistema da tubulação podem ser consideradas como
de 10 ft.lbf/lb. Qual a pressão e qual a potência que deve ser desenvolvida pela bomba, se a sua eficiência é de
65%? RESP: Pot = 3,0 hp; P = 331 kPa.
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