Fluid

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Aula de Mecânica dos Fluídos Módulo (2x+1) Clodoaldo Valverde

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Aula de Mecânica dos Fluídos

Módulo (2x+1)

Clodoaldo Valverde

Page 2: Fluid

Tipos de escoamentos

Módulo (2x + 1) Clodoaldo Valverde p.2

Page 3: Fluid

Equação da Continuidade

Fluído compressível

222111 vAvA

Fluído incompressível

2211 vAvA

Módulo (2x + 1) Clodoaldo Valverde p.3

Page 4: Fluid

Equação de Bernoulli

MEW

22

2212

112

1

2

1vgyPvgyP

Trabalho

Equação de Bernoulli

Módulo (2x + 1) Clodoaldo Valverde p.4

Page 5: Fluid

Em regime estacionário

Fluido incompressível

Equação de Bernoulli ctevgyp 2

2

1

Módulo (2x + 1) Clodoaldo Valverde p.5

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Aplicando a equação de Bernoulli aos pontos A e B temos:

PA + gyA + ½ vA2 = PB + gyB + ½ vB

2

PA - PB = ½ [ vB2 - vA

2 ] + g[ yB - yA ]

Agora, como vB > vA e yB > yA,

Módulo (2x + 1) Clodoaldo Valverde p.6

Page 7: Fluid

Assim, PA > PB, ou seja, a pressão na parte inferior

da asa é maior do que a pressão na parte superior.

Isto significa que existe uma força resultante de baixo

para cima, responsável pela sustentação do avião, cujo

módulo é dado por F = A [ PA - PB ], onde A é a área da asa.

Módulo (2x + 1) Clodoaldo Valverde p.7

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Exercício

Um tanque grande de Raio R está aberto para a atmosfera e

contém água até uma altura h. Um pequeno orifício com raio r é

praticado na base do tanque. Desprezando qualquer efeito de

viscosidade, ache a função que descreve a altura do tanque em

função do tempo.

Módulo (2x + 1) Clodoaldo Valverde p.8

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Curiosidade

Módulo (2x + 1) Clodoaldo Valverde p.9

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Equação da Energia na Presença de uma

Máquina

Definição de Máquina na Instalação

• A máquina em uma instalação hidráulica é definida

como qualquer dispositivo que quando introduzido

no escoamento forneça ou retire energia do

escoamento, na forma de trabalho.

• Para o estudo desse curso a máquina ou será uma

bomba ou será uma turbina.

Módulo (2x + 1) Clodoaldo Valverde p.10

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Módulo (2x + 1) Clodoaldo Valverde p.11

𝑯𝟏 + 𝑯𝑴 = 𝑯𝟐 𝑷𝟏

𝜸+

𝒗𝟏𝟐

𝟐𝒈+𝒛𝟏 + 𝑯𝑴=

𝑷𝟐

𝜸+

𝒗𝟐𝟐

𝟐𝒈+ 𝒛𝟐

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Potência de uma Bomba

• Se a máquina for uma bomba, ela fornece

energia ao escoamento.

• A potência de uma bomba é calculada pela

equação apresentada a seguir.

• NB é a potência da bomba.

• HB = é a carga manométrica da bomba.

• ηB é o rendimento da bomba.

Módulo (2x + 1) Clodoaldo Valverde p.12

𝑵𝑩 =𝜸 ∙ 𝑸 ∙ 𝑯𝑩

𝜼𝑩

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Potência de uma Turbina

• Se a máquina for uma turbina, ela retira

energia do escoamento.

• A potência de uma turbina é calculada pela

equação apresentada a seguir.

• NT é a potência da turbina.

• HT = é a carga manométrica da turbina.

• ηT é o rendimento da turbina.

Módulo (2x + 1) Clodoaldo Valverde p.13

𝑵𝑻 = 𝜸 ∙ 𝑸 ∙ 𝑯𝑻 ∙ 𝜼𝑻

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Exercício 1

1) Determine a potência de uma bomba com rendimento

de 75% pela qual escoa água com uma vazão de 12

litros/s.

Dados: HB = 20m, 1cv = 736,5W, ρágua = 1000kg/m³ e

g = 10m/s².

𝑪á𝒍𝒄𝒖𝒍𝒐 𝒅𝒂 𝑷𝒐𝒕ê𝒏𝒄𝒊𝒂

𝑵𝑩 =𝜸 ∙ 𝑸 ∙ 𝑯𝑩

𝜼𝑩

𝑵𝑩 =𝟏𝟎𝟎𝟎𝟎 ∙ 𝟏𝟐 ∙ 𝟏𝟎−𝟑 ∙ 𝟐𝟎

𝟎, 𝟕𝟓

𝑵𝑩 = 𝟑𝟐𝟎𝟎 𝑾

𝑵𝑩 =𝟑𝟐𝟎𝟎

𝟕𝟑𝟔, 𝟓

𝑵𝑩 = 𝟒, 𝟑𝟒 𝐜𝐯

Módulo (2x + 1) Clodoaldo Valverde p.14

Page 15: Fluid

2) O reservatório mostrado na figura possui nível

constante e fornece água com uma vazão de 10 litros/s

para o tanque B. Verificar se a máquina é uma bomba ou

uma turbina e calcule sua potência sabendo-se que η =

75%.

Dados: γágua = 10000N/m³, Atubos = 10cm², g = 10m/s².

Módulo (2x + 1) Clodoaldo Valverde p.15

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𝑪á𝒍𝒄𝒖𝒍𝒐 𝒅𝒂 𝒗𝒆𝒍𝒐𝒄𝒊𝒅𝒂𝒅𝒆

𝑸 = 𝑨 ∙ 𝒗𝟐

𝒗𝟐 =𝑸

𝑨

𝒗𝟐 =𝟏𝟎 ∙ 𝟏𝟎−𝟑

𝟏𝟎 ∙ 𝟏𝟎−𝟒

𝒗𝟐 = 𝟏𝟎 𝒎/𝒔

Carga Manométrica da Máquina

𝑯𝟏 + 𝑯𝑴 = 𝑯𝟐

𝑯𝟏 + 𝑯𝑴 = 𝑯𝟐

𝑷𝟏

𝜸+

𝒗𝟏𝟐

𝟐𝒈+𝒛𝟏 + 𝑯𝑴=

𝑷𝟐

𝜸+

𝒗𝟐𝟐

𝟐𝒈+ 𝒛𝟐

𝑯𝑴 =𝒗𝟐

𝟐

𝟐𝒈+ 𝒛𝟐 − 𝒛𝟏

𝑯𝑴 =𝟏𝟎𝟐 𝟐∙𝟏𝟎

+ 𝟓 −20

𝑯𝑴 = −𝟏𝟎 𝒎

Módulo (2x + 1) Clodoaldo Valverde p.16

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Potência da Turbina:

𝑵𝑻 = 𝜸 ∙ 𝑸 ∙ 𝑯𝑻 ∙ 𝜼𝑻

𝑵𝑻 = 𝟏𝟎𝟎𝟎𝟎 ∙ 𝟏𝟎 ∙ 𝟏𝟎−𝟑 ∙ 𝟏𝟎 ∙ 𝟎, 𝟕𝟓

𝑵𝑻 = 𝟕𝟓𝟎 𝑾

𝑵𝑻 =𝟕𝟓𝟎

𝟕𝟑𝟔, 𝟓

Módulo (2x + 1) Clodoaldo Valverde p.17

𝑵𝑻 = 𝟏, 𝟏𝟎 𝐜𝐯

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1- Determine a potência de uma turbina pela qual escoa água com

uma vazão de 1200 litros/s.

Dados: HT = 30m, η = 90%, ρágua = 1000kg/m³ e g = 10m/s².

Exercícios

2) O reservatório mostrado na figura possui nível constante e

fornece água com uma vazão de 15 litros/s para o tanque B.

Verificar se a máquina é uma bomba ou uma turbina e calcule sua

potência sabendo-se que η = 75%.

Dados: γágua = 10000N/m³, Atubos = 10cm², g = 10m/s².

Módulo (2x + 1) Clodoaldo Valverde p.18

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3) A figura a seguir mostra parte de uma instalação de

bombeamento de água. Considerando que a vazão é igual a 8

litros/s, que a tubulação possui o mesmo diâmetro ao longo de todo

o seu comprimento e que os pontos (2) e (3) estão na mesma cota,

determine a diferença de pressão entre a saída e a entrada da

bomba.

Dados: NB = 4cv, 1cv = 736,5W, η = 70%, ρágua = 1000kg/m³ e g = 10m/s².

Módulo (2x + 1) Clodoaldo Valverde p.19

Page 20: Fluid

Equação da Energia na Presença de uma Máquina

Considerando as Perdas da Carga (Fluido Real)

𝑯𝟏 + 𝑯𝑴 = 𝑯𝟐 + 𝑯𝒑𝟏,𝟐

Potência dissipada: 𝑵𝑫𝒊𝒔 = 𝜸 ∙ 𝑸 ∙ 𝑯𝒑𝟏,𝟐

𝑷𝟏

𝜸+

𝒗𝟏𝟐

𝟐𝒈+𝒛𝟏 + 𝑯𝑴=

𝑷𝟐

𝜸+

𝒗𝟐𝟐

𝟐𝒈+ 𝒛𝟐 + 𝑯𝒑𝟏,𝟐

Módulo (2x + 1) Clodoaldo Valverde p.20

Page 21: Fluid

Para a instalação mostrada, determine a potência da bomba

necessária para elevar água até o reservatório superior. Considere as perdas

de carga.

Dados: Qv = 20 litros/s, γH2O = 10000N/m³, g = 10m/s²,d4 = 8cm, Hp1,2 =

4m, Hp3,4 = 5m, ηB = 65%.

Exemplo:

Módulo (2x + 1) Clodoaldo Valverde p.21

Page 22: Fluid

A carga manométrica entre 1 e 4 𝑯𝟏 + 𝑯𝑩 = 𝑯𝟒 + 𝑯𝒑𝟏,𝟐

𝑷𝟏

𝜸+

𝒗𝟏𝟐

𝟐𝒈+𝒛𝟏 + 𝑯𝑩=

𝑷𝟒

𝜸+

𝒗𝟒𝟐

𝟐𝒈+ 𝒛𝟒 + 𝑯𝒑𝟏,𝟒

𝑪á𝒍𝒄𝒖𝒍𝒐 𝒅𝒂 𝒗𝒆𝒍𝒐𝒄𝒊𝒅𝒂𝒅𝒆

𝑸𝟒 = 𝑨𝟒 ∙ 𝒗𝟒 𝒗𝟒 =𝑸𝟒

𝑨𝟒

𝑨𝟒 =𝝅𝑫𝟒

𝟐

𝟒

𝑨𝟒 =𝝅 ∙ 𝟎, 𝟎𝟖𝟐

𝟒 𝑨𝟒 = 𝟎, 𝟎𝟎𝟓𝒎𝟐

𝒗𝟒 =𝟐𝟎 ∙ 𝟏𝟎−𝟑

𝟎, 𝟎𝟎𝟓= 𝟒𝒎/𝒔

𝑯𝑩 =𝒗𝟒

𝟐

𝟐𝒈+ 𝒛𝟒 + 𝑯𝒑𝟏,𝟒

𝑯𝑩 =𝟒𝟐

𝟐 ∙ 𝟏𝟎+ 𝟑𝟎 + 𝟗

𝑯𝑩 =𝟒𝟐

𝟐 ∙ 𝟏𝟎+ 𝟑𝟎 + 𝟗

𝑯𝑩 = 𝟑𝟗, 𝟖𝒎

Potência da Bomba:

𝑵𝑩 =𝜸 ∙ 𝑸 ∙ 𝑯𝑩

𝜼𝑩

𝑵𝑩 =𝟏𝟎𝟎𝟎𝟎 ∙ 𝟐𝟎 ∙ 𝟏𝟎−𝟑 ∙ 𝟑𝟗, 𝟖

𝟎, 𝟔𝟓

𝑵𝑩 = 𝟏𝟐𝟐𝟒𝟔, 𝟏𝟓𝑾

𝑵𝑩 =𝟏𝟐𝟐𝟒𝟔, 𝟏𝟓

𝟕𝟑𝟔, 𝟓

𝑵𝑩 =16,23cv

Módulo (2x + 1) Clodoaldo Valverde p.22

Page 23: Fluid

1) Para a instalação mostrada, determine:

a) A velocidade na tubulação de sucção.

b) A pressão na entrada da bomba.

c) Sabendo-se que NB = 10cv, calcule a altura Z4.

Dados: Qv = 15 litros/s, γH2O = 10000N/m³, g = 10m/s², d1 = d2 = 10cm, d4

= 8cm, HP1,2 = 5m, HP3,4 = 7m, ηB = 60%.

Exercícios Propostos

Módulo (2x + 1) Clodoaldo Valverde p.23

Page 24: Fluid

2) Na instalação da figura, a máquina é uma bomba e o fluido é água. A

bomba tem uma potência de 5kW e seu rendimento é 80%. A água é

descarregada com uma velocidade de 5m/s pela saída (2) com área de

10cm². Determine a perda de carga do fluido entre (1) e (2) e calcule a

potência dissipada ao longo da instalação.

Dados: γH2O = 10000N/m³, g = 10m/s².

Módulo (2x + 1) Clodoaldo Valverde p.24

Page 25: Fluid

• Tubulação de recalque = tubulação após a bomba.

Definição de Instalação de Recalque

Define-se instalação de recalque toda a instalação hidráulica que

transporta o fluido de uma cota inferior para uma cota superior e onde o

escoamento é viabilizado pela presença de uma bomba hidráulica, que

é um dispositivo projetado para fornecer energia ao fluido, que ao ser

considerada por unidade do fluido é denominada de carga manométrica

da bomba (HB).

Uma instalação de recalque é dividida em:

• Tubulação de sucção = tubulação antes da bomba;

Módulo (2x + 1) Clodoaldo Valverde p.25

Page 26: Fluid

Módulo (2x + 1) Clodoaldo Valverde p.26

Page 27: Fluid

1) Deseja-se elevar água do reservatório A para o reservatório B. Sabe-

se que a vazão é igual a 4 litros/s, determine:

a) A velocidade da água na tubulação de sucção.

b) A velocidade da água na tubulação de recalque.

c) A potência da bomba.

d) O tempo necessário para se encher o reservatório B.

Dados: γH2O = 10000N/m³, g = 10m/s², dsuc = 10cm, drec = 5cm,

Vreservatório B = 10m³, ηB = 70%.

Exemplo 1:

Módulo (2x + 1) Clodoaldo Valverde p.27

Page 28: Fluid

𝒂 𝑪á𝒍𝒄𝒖𝒍𝒐 𝒅𝒂 𝒗𝒆𝒍𝒐𝒄𝒊𝒅𝒂𝒅𝒆 𝒏𝒂 𝒔𝒖𝒄çã𝒐

𝑸𝒗 = 𝑨𝒔𝒖𝒄 ∙ 𝒗𝒔𝒖𝒄 𝒗𝒔𝒖𝒄 =𝑸𝒗

𝑨𝒔𝒖𝒄

𝑨𝒔𝒖𝒄 =𝝅𝑫𝒔𝒖𝒄

𝟐

𝟒 𝑨𝒔𝒖𝒄 =

𝝅 ∙ 𝟎, 𝟏𝟐

𝟒 𝑨𝒔𝒖𝒄 = 𝟎, 𝟎𝟎𝟕𝟗𝒎𝟐

𝒃 𝑪á𝒍𝒄𝒖𝒍𝒐 𝒅𝒂 𝒗𝒆𝒍𝒐𝒄𝒊𝒅𝒂𝒅𝒆 no recalque

𝑸𝒗 = 𝑨𝒓𝒆𝒄 ∙ 𝒗𝒓𝒆𝒄 𝒗𝒓𝒆𝒄 =𝑸𝒗

𝑨𝒓𝒆𝒄

𝑨𝒓𝒆𝒄 =𝝅𝑫𝒓𝒆𝒄

𝟐

𝟒 𝑨𝒓𝒆𝒄 =

𝝅 ∙ 𝟎, 𝟎𝟓𝟐

𝟒 𝑨𝒓𝒆𝒄 = 𝟎, 𝟎𝟎𝟏𝟗𝟔𝒎𝟐

𝒗𝒓𝒆𝒄 =𝟒 ∙ 𝟏𝟎−𝟑

𝟎, 𝟎𝟎𝟏𝟗𝟔

𝒗𝒔𝒖𝒄 =𝟒 ∙ 𝟏𝟎−𝟑

𝟎, 𝟎𝟎𝟕𝟗

𝒗𝒔𝒖𝒄 = 𝟎, 𝟓𝟏𝒎/𝒔

𝒗𝒓𝒆𝒄 = 𝟐, 𝟎𝟒𝒎/𝒔

Módulo (2x + 1) Clodoaldo Valverde p.28

Page 29: Fluid

(c) A carga manométrica entre 1 e 3

𝑯𝟏 + 𝑯𝑩 = 𝑯𝟑

𝑷𝟏

𝜸+

𝒗𝟏𝟐

𝟐𝒈+𝒛𝟏 + 𝑯𝑩=

𝑷𝟑

𝜸+

𝒗𝟑𝟐

𝟐𝒈+ 𝒛𝟑

𝑯𝑩 =𝒗𝒓𝒆𝒄

𝟐

𝟐𝒈+ 𝒛𝟑

𝑯𝑩 =𝟐, 𝟎𝟒𝟐

𝟐 ∙ 𝟏𝟎+ 𝟐𝟐

𝑯𝑩 = 𝟐𝟐, 𝟐𝟏𝒎

Potência da Bomba:

𝑵𝑩 =𝜸 ∙ 𝑸 ∙ 𝑯𝑩

𝜼𝑩

𝑵𝑩 =𝟏𝟎𝟎𝟎𝟎 ∙ 𝟒 ∙ 𝟏𝟎−𝟑 ∙ 𝟐𝟐, 𝟐𝟏

𝟎, 𝟕𝟎

𝑵𝑩 = 𝟏𝟐𝟔𝟗, 𝟏𝟒𝑾 𝑵𝑩 =𝟏𝟐𝟔𝟗, 𝟏𝟒

𝟕𝟑𝟔, 𝟓

𝑵𝑩 = 1,72cv

(d) O tempo de enchimento

𝑸𝒗 =𝑽𝒓𝒆𝒔𝒆𝒓𝒗𝒂𝒕ó𝒓𝒊𝒐

𝒕 𝒕 =

𝑽𝒓𝒆𝒔

𝑸𝒗

𝒕 =𝟏𝟎

𝟒 ∙ 𝟏𝟎−𝟑 𝒕 = 𝟐𝟓𝟎𝟎𝒔

Módulo (2x + 1) Clodoaldo Valverde p.29

Page 30: Fluid

1) Uma mistura de dois líquidos é bombeada para um tanque de 30m³ de

um caminhão, determine:

a) A massa específica da mistura dos dois líquidos.

b) A velocidade do escoamento no ponto (3).

c) A velocidade do escoamento na tubulação de recalque.

d) A potência da bomba.

e) O tempo necessário para encher o reservatório do caminhão.

Dados: r1 = 600kg/m³, r2 = 800kg/m³, Qv1 = 4 litros/s, Qv2 = 3 litros/s, γH2O

= 10000N/m³, g = 10m/s², d3 = 10cm, drec = 5cm, ηB = 80%, P3 = -0,2bar.

Exemplo 2:

Módulo (2x + 1) Clodoaldo Valverde p.30

Page 31: Fluid

Módulo (2x + 1) Clodoaldo Valverde p.31

a) Massa específica da mistura:

𝑸𝒎𝒆 = 𝑸𝒎𝒔

𝝆𝟏 ∙ 𝑸𝒗𝟏 + 𝝆𝟐 ∙ 𝑸𝒗𝟐 = 𝝆𝟑 ∙ 𝑸𝒗𝟑 𝑸𝒗𝟑 = 𝑸𝒗𝟏 + 𝑸𝒗𝟐

𝝆𝟑 =𝝆𝟏 ∙ 𝑸𝒗𝟏 + 𝝆𝟐 ∙ 𝑸𝒗𝟐

𝑸𝒗𝟑 𝝆𝟑 =

𝟔𝟎𝟎 ∙ 𝟒 + 𝟖𝟎𝟎 ∙ 𝟑

𝟕

𝝆𝟑 = 𝟔𝟖𝟓, 𝟕𝟏𝒌𝒈/𝒎𝟑

b) Velocidade em (3):

𝑸𝒗𝟑 = 𝑨𝟑 ∙ 𝒗𝟑 𝒗𝟑 =𝑸𝒗𝟑

𝑨𝟑

𝑨𝟑 =𝝅𝑫𝟑

𝟐

𝟒 𝑨𝟑 =

𝝅 ∙ 𝟎, 𝟏𝟐

𝟒 𝑨𝟑 = 𝟎, 𝟎𝟎𝟕𝟗𝒎𝟐

𝒗𝟑 =𝟕 ∙ 𝟏𝟎−𝟑

𝟎, 𝟎𝟎𝟕𝟗

𝒗𝟑 = 𝟎, 𝟖𝟖𝟔𝒎/𝒔

Page 32: Fluid

Módulo (2x + 1) Clodoaldo Valverde p.32

c) Velocidade em (5):

𝑸𝒗𝟓 = 𝑨𝟓 ∙ 𝒗𝟓 𝒗𝟓 =𝑸𝒗𝟓

𝑨𝟓

𝑨𝟓 =𝝅𝑫𝟓

𝟐

𝟒 𝑨𝟓 =

𝝅 ∙ 𝟎, 𝟎𝟓𝟐

𝟒 𝑨𝟓 = 𝟎, 𝟎𝟎𝟐𝒎𝟐

𝒗𝟓 =𝟕 ∙ 𝟏𝟎−𝟑

𝟎, 𝟎𝟎𝟐

𝒗𝟓 = 𝟑, 𝟓𝟎𝒎/𝒔

𝑸𝒗𝟓 = 𝑸𝒗𝟑

d) Equação da energia entre (3) e (5):

𝑯𝟑 + 𝑯𝑩 = 𝑯𝟓

𝑷𝟑

𝜸+

𝒗𝟑𝟐

𝟐𝒈+𝒛𝟑 + 𝑯𝑩=

𝑷𝟓

𝜸+

𝒗𝟓𝟐

𝟐𝒈+ 𝒛𝟓

𝟏, 𝟏𝟐𝟑 + 𝑯𝑩 = 𝟐𝟗, 𝟐𝟎

𝑯𝑩 = 𝟐𝟖, 𝟎𝟖𝒎

Como 𝟏𝒃𝒂𝒓 = 𝟏𝟎𝟓𝑵/𝒎𝟐

−𝟎, 𝟐 ∙ 𝟏𝟎𝟓

𝟔𝟖𝟓𝟕, 𝟏+

𝟎, 𝟖𝟖𝟔𝟐

𝟐 ∙ 𝟏𝟎+ 𝟒 + 𝑯𝑩=

𝟏𝟎𝟓

𝟔𝟖𝟓𝟕, 𝟏+

𝟑, 𝟓𝟎𝟐

𝟐 ∙ 𝟏𝟎+ 𝟏𝟒

Page 33: Fluid

Módulo (2x + 1) Clodoaldo Valverde p.33

Potência da Bomba:

𝑵𝑩 =𝜸 ∙ 𝑸 ∙ 𝑯𝑩

𝜼𝑩 𝑵𝑩 =

𝟔𝟖𝟓𝟕, 𝟏 ∙ 𝟕 ∙ 𝟏𝟎−𝟑 ∙ 𝟐𝟖, 𝟎𝟖

𝟎, 𝟖𝟎

𝑵𝑩 = 𝟏𝟔𝟖𝟒, 𝟕𝟗𝑾 𝑵𝑩 = 2,29cv 𝑵𝑩 =𝟏𝟔𝟖𝟒, 𝟕𝟗

𝟕𝟑𝟓, 𝟓

(d) O tempo de enchimento

𝑸𝒗 =𝑽𝒕𝒂𝒏𝒒𝒖𝒆

𝒕 𝒕 =

𝑽𝒕𝒂𝒏𝒒𝒖𝒆

𝑸𝒗 𝒕 =

𝟑𝟎

𝟕 ∙ 𝟏𝟎−𝟑 𝒕 = 𝟒𝟐𝟖𝟓, 𝟕𝟏𝒔

Page 34: Fluid

Módulo (2x + 1) Clodoaldo Valverde p.34

1) Deseja-se elevar água do reservatório A para o reservatório B. Sabe-se

que a vazão é igual a 4 litros/s, determine:

a) A velocidade da água na tubulação de sucção.

b) A velocidade da água na tubulação de recalque.

c) A potência da bomba.

d) O tempo necessário para se encher o reservatório B.

Dados: γH2O = 10000N/m³, g = 10m/s², dsuc = 8cm, drec = 4cm, VB = 15m³,

ηB = 65%.

Exercícios Propostos

Page 35: Fluid

Módulo (2x + 1) Clodoaldo Valverde p.35

2) Deseja-se elevar água do reservatório inferior (1) para a caixa d’água

mostrada em (3). Sabe-se que a vazão é igual a 5 litros/s, determine:

a) As velocidades da água nas tubulações de sucção e recalque.

b) A pressão em (2) na entrada da bomba.

c) A potência da bomba.

d) O tempo necessário para se encher o reservatório B.

Dados: γH2O = 10000N/m³, g = 10m/s², dsuc = 4cm, drec = 2cm, ηB = 65%.

Page 36: Fluid

Módulo (2x + 1) Clodoaldo Valverde p.36

3) Para a instalação mostrada na figura, determine:

a) As velocidades de sucção e recalque.

b) As pressões na entrada e na saída da bomba.

Dados: γH2O = 10000N/m³, g = 10m/s², dsuc = 6cm, drec = 5cm, NB = 4cv,

1cv = 736,5W, QV = 12 litros/s, ηB = 80%.

Page 37: Fluid

Módulo (2x + 1) Clodoaldo Valverde p.37

4) Uma mistura de dois líquidos é bombeada para um tanque de 40m³ de um

caminhão, determine:

a) A massa específica da mistura dos dois líquidos.

b) A velocidade do escoamento no ponto (3).

c) A velocidade do escoamento na tubulação de recalque.

d) A potência da bomba.

e) O tempo necessário para encher o reservatório do caminhão.

Dados: ρ1 = 800kg/m³, ρ2 = 900kg/m³, Qv1 = 6 litros/s, Qv2 = 4 litros/s, g =

10m/s², d3= 10cm, drec = 5cm, ηB = 85%, P3 = -0,3bar.

Page 38: Fluid

Módulo (2x + 1) Clodoaldo Valverde p.38

5) Para a instalação mostrada na figura a seguir calcule:

a) A velocidade na tubulação de sucção.

b) A pressão na saída da bomba.

c) A vazão nas tubulações (4) e (5).

d) A velocidade nas tubulações (4) e (5).

Dados: γH2O = 10000N/m³, g = 10m/s², Qv2 = 15 litros/s, Qv4 = 0,7Qv5, Qv4 +

Qv5 =15 litros/s, d1 = d2 = 7cm, d3 = d4 = 5cm, d5 = 6cm, NB = 6cv, ηB = 70%.

Page 39: Fluid

Módulo (2x + 1) Clodoaldo Valverde p.39

6) A unidade correta de viscosidade dinâmica é:

a) ms/kg

b) Nm/s2

c) Kgs/N

d) Kg/ms

e) Ns/m

7) Viscosidade tem dimensões

a) FL-2T

b) FL-1T-1

c) FLT-2

d) FL2T

e) FLT2

8) Verificar qual a afirmação correta

a) A pressão atmosférica local é sempre menor que a pressão

normal;

b) A pressão atmosférica depende somente da altitude da

localidade;

c) A pressão atmosférica normal é a pressão atmosférica local

média, ao nível do mar;

d) Um barômetro indica a diferença entre a pressão atmosférica

local e normal;

e) A pressão atmosférica normal vale 34 in de mercúrio abs.

Page 40: Fluid

Módulo (2x + 1) Clodoaldo Valverde p.40

9) Considere as afirmativas abaixo:

A) A massa específica relativa é uma grandeza universal.

B) A viscosidade absoluta e a cinemática apresentam as mesmas

unidades.

C) Freqüência e velocidade angular são parâmetros sinônimos.

Assinale a alternativa correta

a) As afirmativas A,B e C estão corretas

b) As afirmativas A,B e C estão erradas

c) As afirmativas A e C estão corretas

d) As afirmativas B e C estão erradas

e) As afirmativas A e C estão erradas

10) Um escoamento unidimensional é:

a) Obrigado a escoar segundo uma linha reta

b) Nenhuma das respostas anteriores

c) Um escoamento uniforme permanente;

d) Um escoamento uniforme;

e) Um escoamento com variações desprezíveis na direção transversal

Page 41: Fluid

Módulo (2x + 1) Clodoaldo Valverde p.41

11) No escoamento turbolento:

a) Uma lâmina de fluido desliza suavemente sobre a outra;

b) As tensões de cisalhamento são, em geral, maiores que num

escoamento laminar semelhante.

c) As partículas do fluido movem-se de maneira ordenada

d) A coesão é mais importante que a transferência de quantidade

de movimento no aparecimento das tensões de cisalhamento;

e) A transferência da quantidade de movimento dá-se apenas na

escala molecular;

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Módulo (2x + 1) Clodoaldo Valverde p.42

Referências

• Victor L. Streeter e E. Benjamin Wylie “Mecânica dos Fluidos”.

• Franco Brunetti “Mecânica dos Fluidos”, 2ª Ed. Revisada.

• Luiz Eduardo Miranda J. Rodrigues “Notas de aula”