Departamento de Engenharia Mecânica - PUC–Rio
ENG 1010 - Fenômenos de Transporte
Primeira Prova - 2009.2
Turma 3SB
NOME:
No. Matrícula:
CONSULTA LIVRE A LIVROS E CADERNOS PRÓPRIOS
1ª. Questão (5,0 pontos). Considere o distribuidor mostrado na figura
abaixo.
Há 4 portas pelas quais há troca de massa e de quantidade de
movimento. Na porta 1, a velocidade de entrada é dada pela expressão:
y⎤
⎡
V1 = Vmax1 ⎢1 − ⎥ , onde y é contado
⎣ h⎦
a partir da linha de centro e h =
1,5 m é a meia altura do canal
retangular, de área 2h x w ( = 1m).
A massa específica ali vale 1100,3
kg/m3 e Vmax1 = 4 m⁄s. Na seção
2, o escoam é
entrada, com V2 =
da seção vale 4
3
específica vale 1000 kg/ m . Na seção 3, o escoamento, de
uniforme, de
6 m⁄s. A área
m2 e a massa
saída, pode ser
considerado como uniforme, V3 = 4 m⁄s, a área vale 2 m2 e a massa
específica vale 700 kg/ m3 . Da seção 4, sabe-se apenas que o escoamento é
uniforme, a área vale 2 m2 e o ângulo que a normal faz com a vertical é de
30º. As pressões nas áreas 2 e 4 são atmosféricas. Pede-se:
(a) determinar a massa específica e a velocidade da seção 4, considerando o
regime permanente e o escoamento uniforme. Considere que a vazão é
conservada, bem como a massa. O escoamento é de entrada ou saída?
(b) O fluxo de massa em cada seção (indicando com sinal negativo, se for
referente à entrada)
(c) A reação externa na direção vertical, devido ao fluxo líquido de
quantidade de movimento
Resp. V4 = 11 m/s;
; FS,mec,y ≈ 0N (zero).
2ª. Questão (2,0 pontos): Considere o sistema da figura abaixo. (a)
Determine a pressão no ponto B. Considere que h1 = 5,0 m; h2 = 2 m, h3 = 1
m e h4 = 0,2 m. A pressão (absoluta) no ponto A é de 120 kPa. Três fluidos,
de densidades d1 = 1,0; d2 = 2,0 e d3 = 1,0 são utilizados, por questões de
segurança. (b) Qual é a pressão manométrica no ponto B?
Resp. 32 kPa.
3ª. Questão (3,0 pontos). Considere a figura abaixo. Sabe-se que d1 = 0,85,
h1 = 2,0 m, d2 = 1,1 e h2 = 1,2 m. O comprimento da comporta é L = 2 m e
sua largura (comporta retangular) é w = 5 m. A pressão manométrica em A
vale 113,25 kPa e a pressão manométrica em B vale 126 kPa. Pede-se: (a)
calcular a força que a coluna de fluido do lado esquerdo exerce sobre a
comporta; (b) O ponto de aplicação desta força e (c) para qual lado a
comporta indicada como OO´irá girar. Sabe-se que a força da água no lado
direito vale 363,4 kN e seu ponto de aplicação dista 2,35 do nível B.
Resp. FE = 363,4 kN e FD = 363,4 kN.
lado direito: ycp = 1,151 m.
No lado esquerdo: ycp = 1,111 m e no