1 Trabalho Avaliativo enp 2021 1

UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA MECÂNICA EMC 5426 - Fenômenos de Transporte 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 – 2021.1) – T07202 Questão 1 (2/10 pts.) Um filme de líquido sujeito a uma pressão p, se desloca ao longo de um superfície que forma um ângulo α com o eixo. A tensão cisalhante na parede, c é conhecida. Calcule a força resultante sobre a superfície (nas componentes x e y) no referencial mostrando. Expresse em função da área da superfície, A, o ângulo α, a pressão, p e a tensão cisalhante c Questão 2 (3/10 pts.) A comporta mostrada na figura tem uma largura b=3 m (no sentido perpendicular à folha) e, para fins de análise, pode ser considerada sem peso. Determine a força vertical F no pino, necessária para manter a comporta em equilíbrio. Considere densidade do liquido =1000 kg/m3 OBS: Utilize as equações integrais para determinar o momento da força de pressão. Questão 3 (2/10 pts.) O campo de velocidades para o escoamento laminar plenamente desenvolvido entre duas placas planas é dado por 2 ˆ ˆ ˆ 1 0 0 MAX y U h     = − + +           V i j k , onde 2h é a distância entre as placas igual a 20 mm (h=10mm). A viscosidade do fluido é =0,01 Pa s. a. Se a força exercida em cada placa, considerando que as mesmas tem 0,2m de comprimento e 0,1m de largura (profundidade), é de 0,1N, calcule a velocidade UMAX (no centro do duto). b. Calcule a taxa de deformação angular em y/h=0,5 e y/h=-0,5 Questão 4 (3/10 pts.) Em uma determinada região de um escoamento, a temperatura varia de acordo com: ( , ) 2 4 T x y x y = + a) Plote, esquematicamente, as isotermas na figura ao lado e desenhe o vetor gradiente de temperatura em um ponto qualquer e o vetor fluxo de calor no mesmo ponto. b) Calcule a variação transiente da temperatura, em um referencial Euleriano, para uma partícula fluida que se desloca com velocidade ˆ 2 [m/s] V i = , no ponto 1,1. Plote o vetor velocidade juntamente com as isotermas. c) Calcule a variação transiente da temperatura sentida por uma partícula fluida que se desloca com velocidade ˆ ˆ 2 1 [m/s] V i j = − + , no ponto 1,1. Plote o vetor velocidade juntamente com as isotermas. d) Considere agora que a temperatura varia também no tempo de acordo com: ( ) 2 , 2 2 T x y x y t = + + . Calcule a variação transiente de uma partícula fixa (com velocidade nula) no ponto 2,2, em t=1s. OBS: Nesta questão deve ser mostrado o procedimento de cálculo, mostrando quais termos da derivada substantiva são nulos e quais não.  x y A c p Comporta α=45 o h0=3m L=6 m F=? Pino x y 2h Aluno____________________________________ x y k