Exercícios Resolvidos - Mecânica dos Fluidos - Reynolds Viscosidade e Estabilidade

Questão 1 O coeficiente número ou módulo de Reynolds é o parâmetro adimensional mais utilizado na mecânica dos fluidos Não é só a velocidade que determina a característica do escoamento a massa específica viscosidade e dimensão do duto são igualmente importantes Estes parâmetros combinados produzem o número de Reynolds que é bastante utilizado em projetos de tubulações industriais aeronaves foguetes e embarcações Suponha que o óleo SAE 30W 20º C e 1 atm verificar a propriedade do fluido no arquivo disponibilizado no Sigaa Tabelas Gráficos e Fatores de Conversão MECFLU escoa em uma tubulação circular a uma vazão de 50 Ls Sendo o diâmetro uma das variáveis que influenciam o regime de escoamento determine o diâmetro da seção para que o escoamento ocorra em regime laminar sabendo que a vazão é o produto da velocidade e área da seção Questão 2 A Lei de Newton da Viscosidade postula que a tensão de cisalhamento produz um escoamento viscoso onde a deformação no fluido é igual ao gradiente de velocidade sendo a constante de proporcionalidade a viscosidade do fluido Assim todos os fluidos que seguem este comportamento são denominados fluidos newtonianos Sabendo que de acordo com a experiência das placas o fluido apresenta uma distribuição de velocidade linear ou parabólica em função da distância do solo e ao princípio da aderência observe a figura abaixo uma placa de espessura desprezível e área de 15 m² deslocase com velocidade v 5 ms constante gerando uma tensão de 50 Nm² e um diagrama parabólico dado por vy ay² by c De posse dessas informações e das informações que constam na figura determine a tensão cisalhante do fluido distante da placa 20 cm viscosidade de 4 Pas Questão 3 Como o conceito de estabilidade da embarcação tem por fundamento o equilíbrio da embarcação cujas categorias ocorrem em função da relação entre as posições do centro de gravidade e do centro de carena julgue o item subsecutivo relativamente à estabilidade estática de corpos flutuantes O equilíbrio da embarcação é considerado instável quando o centro de gravidade coincidir com o centro de carena AErrado BCerto Questão 4 A flutuabilidade de uma embarcação se fundamenta na força de empuxo exercida pela água na estrutura do navio O nome do ponto onde se aplica a força de empuxo no navio é Acentro de gravidade Bmetacentro Cbaricentro Dcentro de carena Questão 5 A manometria é o ramo da ciência que estuda e desenvolve os manômetros que são instrumentos utilizados na engenharia para medição de pressão de fluidos contidos em recipientes ou tubulações e estudados na disciplina de Mecânica dos Fluidos Ao lado a figura mostra um tanque cilíndrico com tampa hemisférica que contem água e está conectado a uma tubulação invertida A densidade relativa do líquido aprisionado na parte superior da tubulação é 08 e o resto da tubulação está repleto com água Sabendo que a pressão indicada no manômetro montado em A e 60 kPa g 9 81 ms² e massa específica da água de 1000 kgm³ determine a pressão no ponto B e no ponto C Questão 6 O empuxo exercido por um fluido sobre uma superfície plana imersa é uma força perpendicular à superfície e é igual ao produto da área pela pressão relativa ao centro de gravidade Diante dos desafios propostos na engenharia esses conceitos são aplicados em problemas relacionados a estruturas que devem resistir às pressões exercidas por líquidos como por exemplo estruturas de contenção e comportas Nesse contexto calcule a mínima força resultante Fr normal a comporta retangular de 3m x 6m que deve ser aplicada na base da comporta para manter a comporta fechada que retém um fluido de densidade igual a 10 Questão 7 O empuxo exercido por um fluido sobre uma superfície plana imersa é uma força perpendicular à superfície e é igual ao produto da área pela pressão relativa ao centro de gravidade Diante dos desafios propostos na engenharia esses conceitos são aplicados em problemas relacionados a estruturas que devem resistir às pressões exercidas por líquidos como por exemplo estruturas de contenção e comportas Neste contexto analise a imagem abaixo de um reservatório que contém um fluido de densidade de 08 e dimensões x 35 m y 12 m z 4 m Adote a gravidade 10 ms² e calcule a A força horizontal e a força vertical sobre a superfície curva no fundo do reservatório b A força resultante sobre a superfície curva no fundo do reservatório