MECÂNICA DOS FLUIDOS LISTA DE EXERCÍCIOS

Transcrição

1 MECÂNICA DOS FLUIDOS LISTA DE EXERCÍCIOS 1- A vazão do equipamento é de 4800m³/h. Considerando que a velocidade do ar é de 4m/s, qual é a largura dos dutos. Considere altura dos dutos como sendo de 0,25cm. Qual é a massa de chapas? 2- Considerando-se a escala de conversão mostrada abaixo, converta: a) 40 cm3 para m3 b) 50cm3 para litros. c) 400 psi para kpa d) BTU/h para W e) 200 kcal para Joules Tabela - Fatores de conversão úteis 1 lbf = 4,448 N 1 Btu = 1055 J 1 lbf/pol² (ou psi) = 6895 Pa 1 kcal = 4,1868 kj 1 pol = 0,0254 m 1 kw = 3413 Btu/h 1 HP = 746 W = 2545 Btu/h 1 litro (l) = 0,001 m³ 1 m3 = 1000 litros 1 kcal/h = 1,163 W 1 TR = 3517 W (tonelada de refrigeração) 2 1 atm = 14,7 lbf/pol (ou psi) Btu/h = 1 TR = 3,517kW 1

2 3- Qual a densidade de um corpo que tem kg e um volume de m3? Esse corpo flutuaria se colocado em um rio? 4- Considerando-se a equação dos gases ideais, qual é a temperatura do ar a 2oC? 5- Qual a densidade de um corpo de 2m x 0,8m x 1m e que tem uma massa de 4.500kg? Densidade = massa / volume 6- Um armário tem base de 0,6m x 1,5m e uma massa de 60kg. Nesse caso, qual é a pressão que o armário exerce sobre o chão? Pressão = Peso / Área 7- Um tubo de Venturi é utilizado para avaliar a velocidade do ar dentro de um tubo. Considerando-se que a medição da pressão no manômetro de coluna indicou 12mm, a densidade do ar como sendo 1,2kg/m³ e o coeficiente Beta como sendo 0,7 calcule qual é a velocidade do ar na tubulação. Se a tubulação tem 30cm de diâmetro, calcule qual é a vazão de ar em m³/h. 2

3 8- Um tubo de PITOT é utilizado para avaliar a velocidade de um escoamento. Suponha que Dh seja indicado no manômetro de coluna seja de 7mmHg. Se o escoamento é de ar (densidade do ar = ρar=1,2 kg/m3) e o fluido utilizado no manômetro de coluna é a água, qual é a velocidade dentro da tubulação? 9- Seja um Tubo de Venturi, onde foi instalado um manômetro de coluna para obtenção da pressão de sua entrada e de seu meio. Dentro do tubo tem-se o escoamento de ar. Nesse caso, considerando que a leitura da coluna da entrada do Venturi seja de 60mmca e que a leitura da coluna do meio do Venturi (no estrangulamento do escoamento) seja de 20mmca, qual será a velocidade de ar dentro da tubulação? 10- Um tubo de PITOT é utilizado para medir a velocidade de ar dentro de um duto de climatização. A pressão total foi lida como sendo 500 Pascals. A pressão estática na parede foi lida como sendo 250 Pascals. Nesse caso, qual é a velocidade estimada para o escoamento? 11- Considerando a equação de Stevin, qual é a pressão a que um mergulhador está submetido a uma profundidade de 23m? p = patm + ρ. g. h 12- Uma piscina de 10m de largura, por 4m de largura e 2m de profundidade precisa ser cheia com uma mangueira em um intervalo de tempo de 8 horas. Qual será a vazão necessária da mangueira? 3

4 13- Considerando-se a equação da continuidade, calcule qual é a velocidade no centro de um tubo de Venturi. Considere que o diâmetro de estrangulamento do Venturi é de 10cm e que o diâmetro de entrada do Venturi seja de 18cm. A velocidade do ar na secção maior é de 4m/s. V1. A1 = V2. A2 14- Considere a rede de dutos mostrada a seguir. Quais são as larguras dos trechos AB, BC e BD? Considere a velocidade dentro dos dutos como sendo de 4m/s. As alturas dos dutos são de 30cm. 15- Dimensione a rede de dutos mostrada na Figura pelo método da velocidade. Considere a Velocidade do ar em todos os trechos como sendo 5m/s. As alturas dos dutos são indicadas na tabela. A vazão em cada boca de insuflamento é de 900m3/h. 4

5 Trecho Vazão (m3/h) Vazão (m3/s) Vel (m/s) Área (m2) Largu ra (m) AB BC CD BE EF Altura (m) 0,40 0,30 0,20 0,30 0, Um sistema de climatização com condensação à água precisa dissipar 18kW na torre de arrefecimento. A água entra na torre de arrefecimento a 32oC e retorna ao condensador a 27oC. Qual a vazão mássica de água bombeada para o condensador em kg/s? Considere calor específico da água como sendo c = 4,2 kj/kg. oc e Q = m.c. T 17- Um fan-coil de 10 TR é utilizado para resfriar o ar de um ambiente. A água gelada vindo do chiller entra no fan-coil a 8 oc e retorna a 12oC. Nessa condição, calcule que é a vazão mássica (kg/s) de água. Q = m.c. T 18- Quantos reais são gastos para manter funcionando uma bomba de 4CV durante 2 horas por dia durante 30 dias no mês? Considere 1kW.h = R$ 0, Uma bomba d água tem potência de 6CV. Considerando que a mesma é utilizada durante 6h por dia, calcule o consumo mensal de operação. Considere 30 dias no mês e o custo de 1kWh de R$ 0,70. (1CV ~ 735W) 20- Uma caixa d água de 5mil litros precisa ser cheia em um tempo de 3h. A tubulação tem diâmetro interno de 25 mm. Qual a vazão e a velocidade do escoamento? 5

6 6