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Lista 01 de Fendmenos de Transporte 2s22 1 Um tanque cilindrico com 2m de didmetro e 3m de altura esta cheio de um fluido com densidade relativa 05 Calcule a O volume do fluido contido no tanque b A massa especifica do fluido c O peso especifico do fluido d A massa de fluido contida no tanque e O peso do fluido contido no tanque 2 Um campo de velocidade é especificado como x x V axibjabk y no quala2 mseb4 ms e as coordenadas sdo medidas em metros a O campo de escoamento é uni bi ou tridimensional Por qué b Quais sdo as componentes da velocidade no ponto 2 12 0 3 Um fluido Newtoniano que apresenta viscosidade dinamica igual a p 038 Pas e densidade relativa igual a d 091 escoa num duto com diametro igual a D 25mm Sabendose que a velocidade média do escoamento é V 26ms qual é o n de Reynolds do escoamento O escoamento é Laminar ou Turbulento 3 O grafico abaixo mostra a viscosidade dinamica da 4gua em funcao da temperatura KiziSzz SS SSS SSS SSeS te TE ea SEAT SSS Ss SSS Ss 5 2 SSIS ees Ie Sisis is SSS FSS aetaaaaes é DPSS SPSS Sih Sees Sn aSieeisi SSS SSS ST TTS SST I Ea ESTES ESSE Fens SSS Ss Seis Sis HDS SS SSS SSS Sis SS SSS SSS SiS is OS ttt are 30 062010 0 10 20 30 40 50 60 70 60 90 100 Temperatura C Figura 1 Viscosidade da agua em funcao da temperatura A unidade de viscosidade apresentada é 0 mili pascal segundo 1mPas 107 Pas De forma geral a viscosidade também pode depender da pressdo mas de forma muito menos intensa do que a dependéncia com a temperatura Para fluidos altamente incompressiveis como a agua podemos assumir que a viscosidade ndo depende da pressdo apenas para pressdes extremamente elevadas A massa especifica também depende da temperatura A baixas temperaturas T 4C a dilatagdo térmica anédmala da agua tem consequéncias muito importantes mas na pratica nas consideragdes do escoamento da agua liquida podemos assumir que a massa especifica da Agua liquida é constante e aproximadamente 1000kgm Considere que agua liquida escoa numa tubulacao com 5mm de diametro a uma velocidade de 025 ms a Inspecionando o grafico estime a viscosidade dindmica da agua a temperatura de 20C b Para uma temperatura de 20C calcule o numero de Reynolds e determine se 0 escoamento sera laminar ou turbulento c Para que valor de viscosidade a agua passara a escoar em regime turbulento Assuma que a velocidade de escoamento a massa especifica da agua e o diametro da tubulacdo permaneceram constantes d Utilizando o grafico estime a temperatura na qual a transicdo ocorrera e A viscosidade ut Pas da Agua a temperatura T K pode ser calculada a partir da equacao w A 1080 em que A 2414 x 10Pas B 2478K e C 140K Determine exatamente a temperatura estimada no item d Nota a temperatura em kelvin 6 a temperatura em graus célsius somada de 273 ou seja Ty Toe 273 Exemplo 0C é igual a 273K 100C é igual a 373K etc 4 Dado o grafico abaixo responda Oleo 5 Agua o Ss e b 3 5 Ar a Taxa de deformacio dudy a Os fluidos sdo newtonianos ou nado newtonianos Por qué b Qual dos fluidos possui a maior viscosidade Por qué 5 Uma placa movel esta a velocidade constante 02 ms e distante da placa fixa 03 cm Entre elas 6 colocada um 6leo que sofre tensdo de cisalhamento de 005 Nm constante Qual é a viscosidade absoluta dindamica do dleo 6 Um misturador admite dgua Pagua 1000kgm a uma vazdo de 20Ls e etanol Perano 810kgm a uma vaz4o de 57 Ls A mistura homogénea sai por uma tubulacdo com didmetro de 40 cm Determine a A velocidade de saida da mistura b A vazdo massica de saida da mistura c A massa especifica da mistura 7 No circuito hidrdulico abaixo que opera com um fluido de massa especifica 600 kgm ha um vazamento Determine a despesa didria com o fluido vazado sabendose que seu custo é de R 005 kg Dados Va v 16ms w 4 mys A 25cm Vp 12 ms Vo Sedo circular aii Ap 30cm A 2 cm escoamento turbulento 4 yvazamento 8 Um manémetro é usado para medir a pressdo em um tanque de gas O fluido usado tem uma densidade relativa de 085 e a altura da coluna do mandmetro é de 55 cm Figura Se a pressdo atmosférica local for de 96 kPa determine a pressdo absoluta dentro do tanque P 96 kPa a h55em GE085 Nota A densidade relativa dp algumas vezes também é chamada de gravidade especifica GE dp GE 9 O medidor de pressdo B deve medir a pressdo no ponto A em um escoamento de agua Se a pressdo em B é de 87 kPa calcule a pressdo em Aem kPa Dados Ymercirio 136000Nm Yigua 10000 Nm Yoieo 9000 Nm Oleo SAE Mercurio ae 5 cm Agua t ll cm 4cm 10 Considere um tanque contendo mercurio d 1355 benzeno ad 0879 agua d 1 e ar conforme mostrado D025m d0025 m Ar 0lm lerc a Determine a pressdo manométrica do ar no interior do tanque Pmanométrica Pabsoluta Patmosférica b Determine o novo nível de equilíbrio do mercúrio se um pequeno orifício for feito na parte superior do tanque Nota ignore os efeitos de capilaridade seção 25 do Fox
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Lista 01 de Fendmenos de Transporte 2s22 1 Um tanque cilindrico com 2m de didmetro e 3m de altura esta cheio de um fluido com densidade relativa 05 Calcule a O volume do fluido contido no tanque b A massa especifica do fluido c O peso especifico do fluido d A massa de fluido contida no tanque e O peso do fluido contido no tanque 2 Um campo de velocidade é especificado como x x V axibjabk y no quala2 mseb4 ms e as coordenadas sdo medidas em metros a O campo de escoamento é uni bi ou tridimensional Por qué b Quais sdo as componentes da velocidade no ponto 2 12 0 3 Um fluido Newtoniano que apresenta viscosidade dinamica igual a p 038 Pas e densidade relativa igual a d 091 escoa num duto com diametro igual a D 25mm Sabendose que a velocidade média do escoamento é V 26ms qual é o n de Reynolds do escoamento O escoamento é Laminar ou Turbulento 3 O grafico abaixo mostra a viscosidade dinamica da 4gua em funcao da temperatura KiziSzz SS SSS SSS SSeS te TE ea SEAT SSS Ss SSS Ss 5 2 SSIS ees Ie Sisis is SSS FSS aetaaaaes é DPSS SPSS Sih Sees Sn aSieeisi SSS SSS ST TTS SST I Ea ESTES ESSE Fens SSS Ss Seis Sis HDS SS SSS SSS Sis SS SSS SSS SiS is OS ttt are 30 062010 0 10 20 30 40 50 60 70 60 90 100 Temperatura C Figura 1 Viscosidade da agua em funcao da temperatura A unidade de viscosidade apresentada é 0 mili pascal segundo 1mPas 107 Pas De forma geral a viscosidade também pode depender da pressdo mas de forma muito menos intensa do que a dependéncia com a temperatura Para fluidos altamente incompressiveis como a agua podemos assumir que a viscosidade ndo depende da pressdo apenas para pressdes extremamente elevadas A massa especifica também depende da temperatura A baixas temperaturas T 4C a dilatagdo térmica anédmala da agua tem consequéncias muito importantes mas na pratica nas consideragdes do escoamento da agua liquida podemos assumir que a massa especifica da Agua liquida é constante e aproximadamente 1000kgm Considere que agua liquida escoa numa tubulacao com 5mm de diametro a uma velocidade de 025 ms a Inspecionando o grafico estime a viscosidade dindmica da agua a temperatura de 20C b Para uma temperatura de 20C calcule o numero de Reynolds e determine se 0 escoamento sera laminar ou turbulento c Para que valor de viscosidade a agua passara a escoar em regime turbulento Assuma que a velocidade de escoamento a massa especifica da agua e o diametro da tubulacdo permaneceram constantes d Utilizando o grafico estime a temperatura na qual a transicdo ocorrera e A viscosidade ut Pas da Agua a temperatura T K pode ser calculada a partir da equacao w A 1080 em que A 2414 x 10Pas B 2478K e C 140K Determine exatamente a temperatura estimada no item d Nota a temperatura em kelvin 6 a temperatura em graus célsius somada de 273 ou seja Ty Toe 273 Exemplo 0C é igual a 273K 100C é igual a 373K etc 4 Dado o grafico abaixo responda Oleo 5 Agua o Ss e b 3 5 Ar a Taxa de deformacio dudy a Os fluidos sdo newtonianos ou nado newtonianos Por qué b Qual dos fluidos possui a maior viscosidade Por qué 5 Uma placa movel esta a velocidade constante 02 ms e distante da placa fixa 03 cm Entre elas 6 colocada um 6leo que sofre tensdo de cisalhamento de 005 Nm constante Qual é a viscosidade absoluta dindamica do dleo 6 Um misturador admite dgua Pagua 1000kgm a uma vazdo de 20Ls e etanol Perano 810kgm a uma vaz4o de 57 Ls A mistura homogénea sai por uma tubulacdo com didmetro de 40 cm Determine a A velocidade de saida da mistura b A vazdo massica de saida da mistura c A massa especifica da mistura 7 No circuito hidrdulico abaixo que opera com um fluido de massa especifica 600 kgm ha um vazamento Determine a despesa didria com o fluido vazado sabendose que seu custo é de R 005 kg Dados Va v 16ms w 4 mys A 25cm Vp 12 ms Vo Sedo circular aii Ap 30cm A 2 cm escoamento turbulento 4 yvazamento 8 Um manémetro é usado para medir a pressdo em um tanque de gas O fluido usado tem uma densidade relativa de 085 e a altura da coluna do mandmetro é de 55 cm Figura Se a pressdo atmosférica local for de 96 kPa determine a pressdo absoluta dentro do tanque P 96 kPa a h55em GE085 Nota A densidade relativa dp algumas vezes também é chamada de gravidade especifica GE dp GE 9 O medidor de pressdo B deve medir a pressdo no ponto A em um escoamento de agua Se a pressdo em B é de 87 kPa calcule a pressdo em Aem kPa Dados Ymercirio 136000Nm Yigua 10000 Nm Yoieo 9000 Nm Oleo SAE Mercurio ae 5 cm Agua t ll cm 4cm 10 Considere um tanque contendo mercurio d 1355 benzeno ad 0879 agua d 1 e ar conforme mostrado D025m d0025 m Ar 0lm lerc a Determine a pressdo manométrica do ar no interior do tanque Pmanométrica Pabsoluta Patmosférica b Determine o novo nível de equilíbrio do mercúrio se um pequeno orifício for feito na parte superior do tanque Nota ignore os efeitos de capilaridade seção 25 do Fox