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Mecânica dos Fluidos

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13/06/2021 Revisar envio do teste: ATIVIDADE 4 (A4) – GRA0841 ... velocidade de escoamento na superfície ser desprezível. HB = H1 + Hp1,4 = 24 + 2 = 26 m Como a carga manométrica é positiva, a máquina presente no escoamento é uma bomba. Domingo, 13 de Junho de 2021 17h22min13s BRT https://anhembi.blackboard.com/webapps/ate-course_enngra_soap-BBLEARN/Controller?ACTION=ACCESS_CRT&COURSE_ID=_671242_1 11/11 13/06/2021 Revisar envio do teste: ATIVIDADE 4 (A4) – GRA0841 ... (1) = válvula de pé com crivo (2) e (6) = cotovelos (3) e (6) = registros tipo globo (4) = válvula de retenção (5) = alargamento brusco FONTE: BRUNETTI, F. Mecânica dos fluidos. 2. ed. rev. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2008. p. 189. (Adaptado). Assim, considerando a imagem e o conteúdo estudado sobre perda de carga, assinale a alternativa correta. Resposta ✓ Selecionada: A perda de carga singular será correspondente à soma das perdas das válvulas, desvios e expansões ou reduções presentes entre os pontos (1) a (7). Resposta ✓ Correta: A perda de carga singular será correspondente à soma das perdas das válvulas, desvios e expansões ou reduções presentes entre os pontos (1) a (7). Comentário Resposta correta. Ao longo de um escoamento, as perdas de carga singulares da resposta: possuem dimensões superiores, quando comparadas com as perdas distribuídas. Haja vista que nos pontos em que existem as singularidades ocorre mudança brusca no escoamento do fluido. Pergunta 3 1 em 1 pontos “A velocidade de escoamento do fluido é um parâmetro utilizado na determinação da vazão de escoamento, no cálculo do fator de atrito. Quando consideramos a velocidade uniforme na entrada e saída de um escoamento permanente, podemos dizer que a vazão mássica para dentro do volume de controle iguala a vazão mássica para fora do volume de controle.” https://anhembi.blackboard.com/webapps/ate-course_engine_soap-BBLEARN/Controller?ACTION=ACCESS_CRT&COURSE_ID=_67124_1 3/11 13/06/2021 Revisar envio do teste: ATIVIDADE 4 (A4) – GRA0841 ... Fonte: FOX, R. W.; MCDONALD, A. T.; PRITCHARD, P.J. Introdução à mecânica dos fluidos. 8. ed. rev. Rio de Janeiro: LTC, 2014. p. 5. Considerando essas informações e conteúdo estudado sobre, analise as afirmativas a seguir e assinale V para a(s) verdadeira(s) e F para a(s) falsa(s). I. A velocidade pode ser determinada através do produto entre a área da seção e o deslocamento, em um determinado tempo. II. Dentre os equipamentos medidores de velocidade, podemos citar: tubo de Pitot, anemômetros, sensor ultrassônico e manômetro. III. O equipamento medidor de velocidade fornece a velocidade média ao longo do escoamento. IV. A velocidade no escoamento de fluidos incompressíveis pode ser determinada por meio da variação da pressão entre pontos de um corpo submerso. Agora, assinale a alternativa que apresenta a sequência correta: Resposta Selecionada: V, F, F, V. Resposta Correta: ✓ V, F, F, V. Comentário Resposta correta. A velocidade é uma variável utilizada tanto na determinação da resposta: da vazão mássica como volumétrica. Lembre-se que os equipamentos projetados para medir velocidades são responsáveis por determinar essa variável em um determinado ponto do escoamento. Pergunta 4 1 em 1 pontos A perda de carga localizada acontece ao longo de tubos retos, de seção constante, devido ao atrito. Acontece em locais das instalações em que o fluido sofre perturbações bruscas no escoamento. https://anhembi.blackboard.com/webapps/ate-course_engine_soap-BBLEARN/Controller?ACTION=ACCESS_CRT&COURSE_ID=_67124_1 4/11 13/06/2021 Revisar envio do teste: ATIVIDADE 4 (A4) - GRA0841 ... FONTE: BRUNETTI, F. Mecânica dos fluidos. 2. ed. rev. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2008. p. 186. (Adaptado). Considerando essas informações e conteúdo estudado, determine a perda de carga entre os trechos (1) e (5). Resposta Selecionada: A perda de carga localizada é determinada por meio do método do comprimento equivalente, transforma a perda de carga do acidente em algo equivalente a um trecho reto de tubulação Resposta Correta: A perda de carga localizada é determinada por meio do método do comprimento equivalente, transforma a perda de carga do acidente em algo equivalente a um trecho reto de tubulação Comentário da resposta: Resposta correta. A perda de carga localizada pode ser determinada pelo método do comprimento equivalente ou pelo método do coeficiente de resistência. Sendo que, no segundo método de coeficiente de resistência, é fornecido um coeficiente por parte do fabricante dos equipamentos. Além disso, utiliza-se uma tabela, e o coeficiente é dado em função do número de Reynolds e do coeficiente adimensional da forma. Pergunta 5 1 em 1 pontos Analise a figura a seguir: Fonte: BRUNETTI, F. Mecânica dos fluidos. 2. ed. rev. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2008. p. 94. (Adaptado). O reservatório de grandes dimensões da figura fornece água para o tanque indicado com uma vazão de 10 L/s, supondo um fluido ideal e os dados: γ H2O = 104 N/m3 Atubos = 20 cm2 g = 10 m/s2 https://anhembi.blackboard.com/webapps/ate-course_engine_soap-BBLEARN/Controller?ACTION=ACCESS_CR... 5/11 13/06/2021 Revisar envio do teste: ATIVIDADE 4 (A4) - GRA0841 ... Assim, e considerando os conteúdos estudados, calcule a carga manométrica da máquina será indicada por H M, indicando que o equipamento é uma bomba ou uma turbina. Resposta Selecionada: -13,75 m, sendo uma turbina. Resposta Correta: -13,75 m, sendo uma turbina. Comentário da resposta: Resposta correta. A carga manométrica da máquina será indicada por H M: H1 + HM = H2 z1 + Vel12/2g + p1/γ = z2 + Vel22/2g + p2/γ No ponto 1, a velocidade do fluido no nível do reservatório é zero, e tanto no ponto 1 como no ponto 2 estão a pressão atmosférica, logo: p1 = p2 = 0. Com a vazão volumétrica no ponto 2 e a área, determina-se a velocidade em 2: Q = A*Vel Vel = 5m/s z1 + Vel12/2g + p1/γ + HM = z2 + Vel22/2g + p2/γ 20 + H M =6,25; H M = -13,75 m O sinal negativo é indicativo de que a máquina é uma turbina. Pergunta 6 1 em 1 pontos Analise a figura a seguir e estime o valor do fator de atrito, possuindo o valor da perda de carga distribuída (hf), mas sem o diâmetro da tubulação e da velocidade de escoamento. https://anhembi.blackboard.com/webapps/ate-course_engine_soap-BBLEARN/Controller?ACTION=ACCESS_CR... 6/11 13/06/2021 Revisar envio do teste: ATIVIDADE 4 (A4) - GRA0841 ... Estime f Calcular o DH Calcular a velocidade Calcular o número de Reynolds Calcular a razão entre o diâmetro e a rugosidade equivalente (DH/K) A perda de carga distribuída é determinada como uma função da massa específica, da velocidade de escoamento do fluido, do diâmetro da tubulação, do comprimento da tubulação e da viscosidade. Considerando essas informações e conteúdo estudado sobre, analise as afirmativas a seguir e assinale V para a(s) verdadeira(s) e F para a(s) falsa(s). I. O diâmetro pode ser calculado por meio de hf = f. L/DH * Vel2/2g, substituindo a velocidade ela vazão do escoamento. II. A velocidade do escoamento pode ser determinada por meio da equação Vel = 4Q/πDH2 III. Mesmo calculando o diâmetro e a velocidade, o número de Reynolds fica indefinido. IV. A sequência descrita na figura permite o cálculo de todos os parâmetros da perda de carga distribuída. Agora, assinale a alternativa que apresenta a sequência correta. Resposta Selecionada: ✔️ V, V, F, V Resposta Correta: ✔️ V, V, F, V. Comentário da resposta: Resposta correta. Após a estimativa inicial do fator de atrito, determina-se o diâmetro, a velocidade, o número de Reynolds e a razão entre o diâmetro e a rugosidade. Além disso, utiliza-se esses dados para a nova estimativa do fator de atrito, até que os valores dos fatores de atrito permaneçam próximos ou até constantes. 1 em 1 pontos https://anhembi.blackboard.com/webapps/ate-course_engine_soap-BBLEARN/Controller?ACTION=ACCESS_CR... 7/11 13/06/2021 Revisar envio do teste: ATIVIDADE 4 (A4) — GRA0841 — Pergunta 7 O tubo de Pitot corresponde a um transdutor que transforma a velocidade do escoamento em (1). Essa diferença de pressão é utilizada para determinar a velocidade na posição em que se encontra a ponta do tubo de Pitot, alternativamente, pode-se coletar dados de (2) pressão diferencial e da velocidade de escoamento. Fonte: AGUIRRE, L. A. Fundamentos da Instrumentação. São Paulo: Pearson Education, 2013. Considerando essas informações e conteúdo estudado sobre tubo de Pilot, assinale a alternativa correta que corresponde aos pontos (1) e (2). Resposta Selecionada: Pressão diferencial e calibração. Resposta Correta: Pressão diferencial e calibração. Comentário da resposta: Resposta correta. Por meio do tubo de Pitot, é possível determinar a velocidade em função da diferença de pressão de estagnação e a pressão estática. Pergunta 8 Um grupo de engenheiro é desafiado a calcular o diâmetro de uma tubulação de aço que deverá transportar gasolina a uma vazão de 19 L/s. Sabe-se que a viscosidade cinemática é 3.10^(-6) m^2/s; o comprimento da tubulação é de 60 m e a perda de carga é de 3 m. Considerando essas informações e conteúdo estudado, determine o valor do fator de atrito. Resposta Selecionada: f = 0,023 Resposta Correta: f = 0,023 Comentário da resposta: Resposta correta. De posse das equações a seguir, calculamos o diâmetro, o número de Reynolds e a velocidade do escoamento. Inicialmente, estimaremos um fator de atrito igual a 0,02, calculamos o diâmetro, a velocidade e o número de Reynolds: A rugosidade equivalente do aço, de acordo com o diagrama de Moody-Rouse, é 4,6.10^(-5) Com o diâmetro constante, finaliza-se as estimativas, dessa forma: DH = 0,165 m 13/06/2021 Revisar envio do teste: ATIVIDADE 4 (A4) — GRA0841 — Pergunta 9 "Em um escoamento pode haver perda de carga localizada e distribuída, conforme apresentada na equação. Em termos de grandeza, a perda de carga localizada costuma ser grande em curtos trechos das instalações, por ser uma perturbação brusca que o fluido sofre no escoamento; enquanto a perda distribuída é ocasionada pelo atrito das partículas do fluido". Fonte: BRUNETTI, F. Mecânica dos fluidos. 2. ed. rev. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2008. Agora, analise a equação a seguir: H1 + HM = H2 + HP1,2 Considerando essas informações e conteúdo estudado sobre perda de carga, assinale a alternativa correta. Resposta Selecionada: O termo HP1,2 representa a soma da perda de carga localizada e distribuída, podendo ser ocasionada pela presença de singularidades nas tubulações ou pelo atrito que o fluido ocasiona nas tubulações ao longo do escoamento. Resposta Correta: O termo HP1,2 representa a soma da perda de carga localizada e distribuída, podendo ser ocasionada pela presença de singularidades nas tubulações ou pelo atrito que o fluido ocasiona nas tubulações ao longo do escoamento. Comentário da resposta: Resposta correta. A perda de carga do escoamento é determinada pela diferença entre o balanço de energia dos pontos (1) e (2) somado à altura manométrica da bomba ou subtraído da altura manométrica da turbina. É ocasionado pela presença de singularidades no escoamento e pela presença do atrito nas tubulações (perda de carga localizada e distribuída). Pergunta 10 Analise a imagem a seguir: 13/06/2021 Revisar envio do teste: ATIVIDADE 4 (A4) — GRA0841 — FONTE: BRUNETTI, F. Mecânica dos fluidos. 2. ed. rev. São Paulo: Pearson Prentice Hall2008. p. 96. (Adaptado). Sabe-se que a pressão indicada por um manômetro instalado na seção (2) é 0,16 Mpa; a vazão é 10 L/s; a área da seção dos tubos é 10 cm^2 e a perda de carga entre as seções (1) e (4) é 2 m. Não é dado o sentido do escoamento, porém tem-se os dados y H2O = 10^4 N/m3 e g = 10 m/s2. Considerando essas informações e conteúdo estudado, determine a carga manométrica da máquina e o tipo de máquina. Resposta Selecionada: HB = 26 m, a máquina é uma bomba. Resposta Correta: HB = 26 m, a máquina é uma bomba. Comentário da resposta: Muito bem! Fazendo o balanço de energia entre (1) e (2), teremos: H1 = z1 + Vel1^2 / 2g + p1 / γ = 0 + 0 + 24 = 24 m Não temos a velocidade no ponto (2), que é determinada por meio da vazão volumétrica e a área: Vel 2 = 10.10^(-3) / 10. 10^(-4) = 10 m/s H2 = z2 + Vel2^2 / 2g + p2 / γ = 4 + 10/2.10 + 16.10^6/10^4 = 25 m Nota-se que H2 > H1; dessa forma, o sentido do escoamento será do ponto (2) para o ponto (1). O balanço nos pontos (1) e (4) é: H4 + HB = H1 + Hp1,4 H4 = z4 + Vel4^2 / 2g + p4 / γ = 0 H4 será zero, por estar a pressão atmosférica, não possuir cota, e a