2 Lista de Exercícios de Mecânica dos Fluidos 1

4.3 A pressão no ponto S do sifão da figura não deve cair abaixo de 25 kPa (abs). Desprezando as perdas, determinar: a) a velocidade do fluido; b) a máxima altura do ponto S em relação ao ponto (A); Patm = 100 kPa; γ = 10^4 N/m³ Respb.: a) 4,9 m/s; b) z = 6,3 m 4.9 Um dos métodos para se produzir vácuo numa câmara é descarregar água por um tubo convergente-divergente, como é mostrado na figura. Qual deve ser a vazão em massa de água pelo convergente, para produzir uma depressão de 22 cm de mercúrio na câmara da figura? Dados: desprezar as perdas de carga; γH2O = 10^4 N/m³; γHg = 1,36 x 10^3 N/m³; g = 10 m/s²; D1 = 72 mm; D2 = 36 mm. Respb.: Qm = 8,14 kg/s 4.16 Dados: H2,p2,3 = 2 m; A3 = 20 cm²; A2 = 1 cm²; Hp0,1 = 0,8 m; ηl = 70%. Determinar: a) a vazão (L/s); b) a área da seção (1) (cm²); c) a potência fornecida pela bomba ao fluido. Respb.: a) 0,71 L/s; b) 1,45 cm²; c) 9,4 W 4.13 Sabendo que a potência da bomba é 3 kW, seu rendimento 75% e que o escoamento é de (1) para (2), determinar: a) a vazão; b) a carga manométrica da bomba; c) a pressão do gás. Dados: H1,p2 = H5,p0 = 1,5 m; H3,p4 = 0,7 m; H4,p5 = 0; A3 = A; γ = 10⁴ N/m³. 5.9 Calcular a força horizontal aplicada sobre o suporte do bocal da figura. Sabendo que a água incide na placa, plana e vertical, e se distribui igualmente em todas as direções, calcular a força que deve ser aplicada na placa para mantê-la em repouso. Dados: p1 = 150 kPa; vi = 5 m/s; D1 = 10 cm; D2 = 5 cm; ρ = 1.000 kg/m³. Respb.: Fx = 589 N; Fyspl = 785 N 7.2 Na instalação da figura, deseja-se conhecer o desnível Ah entre os dois reservatórios de água. Dados: potência fornecida ao fluido N = 0,75 kW; diâmetro D = 3 cm; Q = 3 L/s; L1,2 = 2 m; L3,6 = 10 m; k1 = k2 = 1; v = 10^-6 m²/s; γ = 10^4 N/m³. Determinar também a rugosidade do conduto e a altura h0, para que a pressão efetiva na entrada da bomba seja nula. 7.8 Calcular a vazão na tubulação da figura para H = 10 m. Calcular em seguida o novo valor de H para que a vazão seja 50 L/s. Dados: D = 150 mm; v = 1,05 x 10^-3 m²/s; γ = 10^4 N/m³; k = 25.9 x 10^5; k1 = 0.5; k3 = 0.9; k4 = 10\n\nResp.: Q = 47 L/s; h = 11.1 m\n\n7.18 Na instalação da figura, determinar a potência da bomba necessária para produzir uma vazão de 10 L/s, supondo seu rendimento de 70%. Dados: Dr,e = 2.5 (6.25 cm); Dsu,c = 4 (10 cm); aqo = 10^6 m²/s²; = 10^4 N/m²; Leq1 = 20 m; Leq2 = 2 m; Leq3 = 1 m; Leq4 = 1 m; ks = 10; k1 = 1\n\np = 0.2 MPa\n\nResp.: 7.1 kW\n\n7.24 O escoamento no trecho do tubo da figura é laminar. Com a válvula totalmente aberta, a linha piezométrica é praticamente uma reta (k1,2 = 0) e indica as medidas do desenho. Ao fechar a válvula de 3/4, a vazão cai à metade da anterior. Determinar o coeficiente de perda de carga singular nesse caso, sabendo que na segunda situação o desnível marcado pelos manômetros extremos é o mesmo da primeira situação.\n\nDados: v = 10^-5 m²/s; γ = 10^4 N/m³; Dr,t = 2 cm.\n\nResp.: kS = 1.280