Prova 2 com Resposta-2021 2

Água a 20°C, no tanque pressurizado da figura, escapa e cria um jato com uma inclinação de 30° conforme mostra a figura. O jato de água de 5 cm de diâmetro atinge uma placa normal a ele. A força necessária para escorar a placa é de 0,4 kN. A altura h é igual a 3 metros. Determine a pressão manométrica do ar pressurizado em kPa dentro do tanque. Considere escoamento permanente sem atrito. Densidade = 1000 kg/m3 Resposta: 72,53 Um cilindro de massa M está conectado a uma comporta retangular de 2 metros de largura e 10 metros de altura. Considere que o ar acima da água tenha uma pressão P0=0,07 atm + Patm, e do lado esquerdo da comporta existe apenas uma pressão de Patm. A comporta é aberta quando o nível de água “h” atinge 4 metros. Determine a massa M em Toneladas para abrir a comporta nesse nível. Obs: Para h=4 metros, a parte de cima do cilindro fica acima do nível da água (igual mostra a figura). Obs2: Não é necessário fornecer a altura do cilindro para calcular a massa. Lembre-se que o empuxo é medido com base no volume submerso. 1 atm = 101325 Pa Água é descarregada para a atmosfera pela saída 2 e tinge uma placa. O jato de água, que deixa o bocal de D2=30mm, consegue manter suspensa a placa de 2 kg (considere que o jato de água também tenha D=30mm). Determine a força na vertical (Ry) do volume de controle apresentado. Desconsidere os efeitos de gravidade e do atrito. A resposta deve ser dada em N. Obs: Considere que Ry para cima é positivo e Ry para baixo é negativo obs 2: Considere que o fluido que bate na placa e escoa pelas laterais não interfere no VC. A água atravessa o volume de controle apenas nas seções 1, 2 e 3. Em 1: P1 (manométrica)=500 kPa, D1=40mm e V1=30m/s Em 3: P3 (manométrica)=300 kPa, D3=40mm. densidade água=999 kg/m³ Água a 20°C escoa do térreo para o segundo andar do prédio por meio de uma tubulação. • A tubulação de comprimento L (da entrada até o primeiro cotovelo) é de 3 cm de diâmetro e o material é ferro fundido (não ferro fundido galvanizado). • Após o primeiro cotovelo, toda a tubulação tem um diâmetro constante de 1,905 cm e o material é o aço comercial. • Para o primeiro cotovelo considerar k=2 (apenas neste caso – pois ele é uma combinação de redução e cotovelo) e utilizar nos cálculos a velocidade do escoamento do tubo de menor diâmetro. • Para os outros 3 cotovelos: se basear no formulário da disciplina - considerar Curva Chanfrada de 90° sem palheta. A vazão do escoamento é de Q = 7,57×10^-4 m^3/s. O caminho percorrido pela água é mostrado na figura (as dimensões estão em m). Considerar a dimensão h=0,75 metros e L = 40 metros. • Determine a pressão manométrica em kPa no ponto 1 (entrada do sistema). • Considere todas as perdas (considerar a viscosidade do fluido) obs: Utilizar para os cálculos o formulário fornecido na disciplina. Entretanto, para determinar a perda de carga localizada não será permitido o uso da tabela de comprimento equivalente Le/D. Propriedades da água: densidade 1000 kg/m^3 e viscosidade dinâmica (μ) de 0,001 kg/m·s [Imagem] Tubulação com 1,905 cm de diâmetro Tubulação com 3 cm de diâmetro Q = 7,57×10^-4 m^3/s Primeiro cotovelo: Cotovelo com redução de diâmetro Torneira K=2 0,5 3 9 h h Válvula de ângulo aberta Tubulação com 1,905 cm de diâmetro