1 Trabalho Avaliativo enp 2020 1

UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA MECÂNICA EMC 5426 - Fenômenos de Transporte. Eng Mat. Prof: Emilio E. Paladino OBS: Expresse TODOS os resultados como função dos parâmetros dados. Resultados em função de outros parâmetros não dados NÃO serão considerados. Inclua as DIMENSOES nos resultados. 1ª Trabalho avaliativo (ENP – 2020.1) Questão 2 (2.5/10 pts.) Uma placa horizontal se desloca a velocidade constante sobre um filme de fluido de espessura "e", também constante, com uma velocidade U (na direção x), quando uma força como módulo F, é aplicada com um ângulo α. a) Calcule as tensões yy (que é igual à pressão, pois não há deformação normal) e yx, considerando o sistema coordenado x e y, indicando qual é normal e qual cisalhante e escreva o tensor tensão. b) Calcule a taxa de deformação angular no filme c) Determine a viscosidade do fluido Expresse os resultados como função de , F, V, e, A (onde A é a área do plano) Questão 3 (3/10 pts.) A comporta mostrada na figura tem 3 metros de largura (no sentido perpendicular à folha) e, para fins de análise, pode ser considerada sem peso. Uma corrente é colocada na posição horizontal Determine a profundidade de água “d” para que a comporta fique em equilíbrio como mostrado. OBS: Utilize as equações integrais para determinar o momento da força de pressão. Questão 4 (2,5/10 pts.) Em um cilindro condutor elétrico, com condutividade térmica k, com diâmetro D e comprimento L, é dissipada, na forma de calor, uma potência elétrica Qdot. A distribuição de temperatura radial no cilindro é dada por, ( ) 2 ( max s ) 1 S r T r T T T R     = − − +           Onde Ts é a temperatura da superfície do cilindro e Tmax, é a temperatura máxima, que ocorre no centro do mesmo. Determine a) O fluxo de calor na parede do cilindro b) A temperatura máxima, Tmax, atingida no centro do cilindro. Dica: a partir do calor total, Qdot, determine o fluxo q’’ em r=R e, com este, a partir da lei de Fourier, determine Tmax. Expresse o resultado como função de L, D, Qdot, Ts e k Questão 4 (2/10 pts.) Em uma determinada região de um material com condutividade k, a temperatura varia de acordo com: ( , ) 2 T x y x y = + a) Plote, esquematicamente as isotermas na figura b) Calcule o vetor fluxo de calor nos pontos (2,2) e (3,3) e desenhe esquematicamente os vetores na figura (pode também, reproduzir o desenho na folha da prova). yy yx F x y e U p  2000kg Comporta α=60 o h=? 4 m L D q" V Aluno____________________________________ x y k