UNEMAT – Universidade do Estado de Mato Grosso
DECET – Curso de Engenharia Civil
Mecânica dos Fluidos
Professor Tiago Junior Manhaguanha
Lista de Exercícios 1
1) O empuxo exercido pelo ar sobre um balão cheio de gás é igual a 130 N. A
massa total do balão é de 10,0 kg. Sendo a massa específica do ar igual a 1,30
kg/m³, o volume ocupado pelo balão e a força que uma pessoa deve exercer
para mantê-lo no chão são, respectivamente: (use g=10m/s²)
2) Uma esfera de isopor de volume 0,4 litros e massa 120g
flutua em água, conforme a figura ao lado. Determine o
volume emerso dessa esfera de isopor.
3) A figura a seguir mostra uma caixa cúbica de aresta a = 20
cm e massa M = 10 kg, imersa em água, sendo mantida
em equilíbrio por um fio muito leve preso ao teto.
Determine a tração no fio, em newtons.
4) Um pedaço de madeira, de massa específica 600 kg/m³, possuindo massa de
12000 kg, flutua na água do lago de massa específica 1000 kg/m³. Determine o
volume da parte emersa (fora da água) desse pedaço de madeira.
5) Calcule a perda de carga distribuída ao longo de uma tubulação de material
adverso (C=90) com 1,5 Km de comprimento, com 500 mm de diâmetro interno
e que conduz uma vazão de 300 L s-1.
6) Calcular a perda de carga distribuída numa tubulação de aço zincado, com 3”
de diâmetro e 200 m de comprimento, que conduz uma vazão de 21,6 m³ h -1.
7) Calcule a perda de carga do exercício 2 dobrando a vazão.
8) Calcule a perda de carga do exercício 2 considerando a tubulação de PVC.
9) Calcule a perda de carga do exercício 2 dobrando dobrando a distância.
10) Calcule a perda de carga do exercício 2 dobrando o diâmetro da tubulação.
11) Determinar a vazão que circula do reservatório A para o reservatório B. Dados:
D=100 mm; L=1000 m; tubulação de aço galvanizado. Desprezar as perdas de
carga localizadas.
12) Uma tubulação do mesmo material adverso do exercício 1, com diâmetro de
8”, apresenta pressão no ponto A de 2,4 Kgf cm-2 e no ponto B, 800 m adiante e
1,40 m acima de A, de 1,8 Kgf cm-2. Calcular a vazão na canalização. Despreze
as perdas de carga localizadas.
13) A água escoa do reservatório A para o ponto B, onde
se encontra em funcionamento um aspersor,
operando com pressão de 1,5 Kgf cm-2 e vazão de 9m³
h-1. Sendo a tubulação de PVC com 2” de diâmetro e
114 m de comprimento, determine a altura (H) do
reservatório para abastecer o aspersor. Despreze as
perdas localizadas e a enrgia cinética.
14) Calcule a perda de carga distribuída ao longo de uma tubulação de polietileno
com 60 m de comprimento e ¾ “ de diâmetro interno, que conduz uma vazão
de 1,8 m³ h-1.
15) Um conduto de PVC com 1 ¼ “ de diâmetro, apresenta pressão no ponto A de 4
Kgf cm-2 e no ponto B, distante 240m e 12 m acima de A, pressão de 1,2 Kgf cm 2
. Calcular vazão no interior dessa tubulação. Desconsiderar as perdas de carga
localizadas.
16) Determine o diâmetro equivalente de uma tubulação de PVC utilizando as
equações de Hazen-Willians e Darcy-Weisbach (Universal), para as seguintes
condições: hf=45m; Q=108 m³ dia-1; L=1600m. Desconsiderar as perdas de
carga localizadas.
17) Uma tubulação de aço zincado de 250 mm de diâmetro recalca uma vazão de
270 m³ h-1. Calcule as perdas de carga localizadas sabendo que ao longo da
tubulação encontram-se as seguintes peças especiais: (1) entrada de borda, (2)
ampliações, (1) válvula de retenção, (1) registro de gaveta, (1) medidor Venturi,
(7) curvas de 45⁰ e (1) registro globo.
18) Considerando que na figura ao lado a
tubulação é de PVC e que a vazão é de
144 m³ h-1, calcule as perdas de carga
localizadas e contínuas. Obs.: as
tubulações de 200 mm e 150 mm de
diâmetro possuem respectivamente
50 e 60 m de comprimento.
19) Analisar as perdas locais no ramal de 3/4” (A-B) que abastece o chuveiro de
uma instalação predial, verificando qual a porcentagem dessas perdas em
relação à perda por atrito ao longo do ramal. Aplique o método dos
comprimentos equivalentes, considerando as seguintes perdas acidentais:
a. Tê, saída do lado
b. Cotovelo, 90 graus
c. Registro de gaveta aberto
d. Cotovelo, 90 graus
e. Tê, passagem direta
f. Cotovelo, 90 graus
g. Registro de gaveta aberto
h. Cotovelo, 90 graus
20) Uma canalização de ferro fundido com 30 anos de uso (C = 86), 800 m de
comprimento e 0,3m de diâmetro está descarregando em um reservatório
601/s. Calcule a diferença de nível (h) entre o açude e o reservatório de
distribuição das seguintes formas:
a) Levando em conta nos cálculos todas as perdas de carga localizadas
existentes e que são:
1 entrada tipo borda
4 curvas de 90 graus de raio longo
2 registros de gaveta abertos
1 saída de tubulação
b) Desprezando as perdas localizadas.
Respostas:
1) 10m³ e 30 N
2) 0,28 Litros
3) 20 N
4) 8 m³
5) Hf=12,07 m
6) Hf=6,42 m
7) Hf=23,18 m
8) Hf=4,52 m
9) Hf=12,84 m
10) Hf=0,22 m
11) Q=6,8 L s-1
12) Q=0,02 m³ s-1
13) H=18,67 m
14) Hf=11,36 m
15) Q=1,1x10-3 m³ s-1
16) D=40,2 mm (HW); 39,9 mm (DW)
17) HfL=2,1655 m
18) HfL=1,0126 m; hfD=2,0278m
19) 104%
20) a) 4,53 m b) 4,28 m