CONHECIMENTOS ESPECÍFICOS

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2 SP/Un INMTRO Na quetõe de 3 a 70, marque, para cada uma, a única opção correta, de acordo com o repectivo comando Para a devida marcaçõe, ue a folha de repota, único documento válido para a correção da ua prova ONHIMNTOS SPÍFIOS QUSTÃO 3 QUSTÃO 34 poição de uma partícula fluida é dada pela equação xt () = en( 3ti )$ + co( 3t) f 8 tki $$, em que i$, $, j k $ ão o vetore unitário da direçõe paralela ao eixo ordenado de um itema carteiano Nea condiçõe, a magnitude da velocidade da partícula é aberto para atmofera 8 cm 4 cm g 6 m/ 7 m/ 8 m/ 9 m/ 0 m/ QUSTÃO 3 m relação ao conceito fundamentai da mecânica do fluido, ainale a opção correta 3 cm Um tubo em forma de U pode er uado com um denímetro e ua extremidade etão aberta para a atmofera e ele for preenchido por doi líquido de denidade diferente Na figura acima, é motrado um tubo em forma de U com água e com um líquido cuja denidade e deeja medir oniderando a condiçõe da figura acima, a denidade relativa do líquido, em relação à da água, é igual a água m um ecoamento permanente, a velocidade de uma partícula 3 8 fluida é empre contante m um dado ecoamento, uma linha de corrente é o conjunto de ponto ocupado por uma partícula à medida que o tempo paa Uma linha de emião é formada, a cada intante, por toda a partícula que paaram por um memo ponto durante determinado intervalo 3 3 QUSTÃO 35 m um fluido newtoniano, a tenão de cialhamento é proporcional à deformação do fluido = cm entido do ecoamento = 6 cm coamento de líquido podem empre er tratado como incompreívei QUSTÃO 33 oniderando um ecoamento cujo campo de velocidade eja dado por u = xi$ + tyf, em que ão o vetore unitário i$, $ j paralelo à direçõe do eixo de um itema de coordenada carteiano, é correto afirmar que o ecoamento é tridimenional ecoamento é permanente fluido e movimenta como um corpo rígido ecoamento é incompreível ecoamento é irrotacional cm Um tubo foi montado em um bocal convergente, de forma que uma de ua extremidade faz uma tomada de preão etática, enquanto a outra faz uma tomada de preão dinâmica, como ilutra a figura acima oniderando que a denidade relativa do fluido do tubo em relação à do fluido que ecoa atravé do bocal eja igual a 0, que a aceleração da gravidade local eja de 0 m/, que o diâmetro do bocal na entrada e na aída ejam iguai a cm e 6 cm, repectivamente, e que o ecoamento eja uniforme em cada eção do bocal, então a velocidade na aída do bocal é de 6 m/ 4 m/ m/ 0 m/ 8 m/ argo 35: Pequiador-Tecnologita em Metrologia e Qualidade Área: Metrologia da inâmica do Fluido 0

3 SP/Un INMTRO QUSTÃO 36 QUSTÃO 37 6 cm referência referência cm água 0 cm líquido de maa epecífica deconhecida Um modelo de denímetro muito comum é contituído por uma hate graduada que flutua em um líquido de denidade deconhecida Medindo a diferença de altura entre o ponto de intereção da uperfície livre do líquido e a hate para doi líquido de denidade diferente, é poível determinar a denidade relativa entre o líquido Na figura acima, na ituação, o fluido é a água, que erá tomada como referência; na ituação, outro líquido, cuja denidade é deconhecida, é utilizado om bae nea informaçõe e coniderando que a hate em quetão é cilíndrica, é correto afirmar que a denidade relativa do fluido da ituação, em relação à da água, é de,5 3,0 3,5 4,0 4,5 No manômetro de reervatório ilutrado pela figura acima, conidere que o líquido de trabalho é a água e que tanto o reervatório como o braço aberto para a atmofera têm eçõe tranverai circulare preão manométrica no reervatório é de mca (um metro de coluna de água) om bae nea informaçõe e coniderando que a aceleração da gravidade local é de 0 m/ e que a outra extremidade do dipoitivo etá aberta para a atmofera, a altura h da coluna de água é igual a 6 m 4 6 m 5 6 m m 6 5 m RSUNHO argo 35: Pequiador-Tecnologita em Metrologia e Qualidade Área: Metrologia da inâmica do Fluido

4 SP/Un INMTRO QUSTÃO 38 RSUNHO nível da água H articulação L água onidere que a comporta retangular ilutrada na figura acima tenha largura de m e eja articulada no ponto indicado como articulação O eu peo pode er coniderado deprezível em relação ao eforço oriundo da ação do campo de preão Nea condiçõe, a altura H máxima que o nível de água pode atingir ante que a comporta e abra relaciona-e com o comprimento L pela expreão H = L H = 3 L H = L H = 3 L H = 6 L QUSTÃO 39 onidere dua camada limite deenvolvendo-e em um ecoamento entre dua placa paralela e de largura unitária, como ilutrado na figura acima Na entrada, o ecoamento é uniforme, com velocidade V O perfil de velocidade da camada limite é dado por u U y y = δ δ, em que y é uma coordenada com origem na placa, perpendicular a ela, que empre aponta para o centro do ecoamento, δ é a epeura da camada limite e U é a velocidade no bordo da camada limite oniderando ea informaçõe, a velocidade máxima do ecoamento apó o encontro da dua camada limite é igual a U = 7 V U = 5 V U = V U = 3 V U = V argo 35: Pequiador-Tecnologita em Metrologia e Qualidade Área: Metrologia da inâmica do Fluido

5 SP/Un INMTRO QUSTÃO 40 RSUNHO Uma placa quadrada de área da bae igual a m e maa igual a kg deliza obre uma lâmina de óleo depoitada em um plano inclinado, como ilutra a figura acima vicoidade do óleo é de 0 - N m - e a epeura da lâmina é de 5 mm onidere que a lâmina de óleo não ecorra pelo plano inclinado, que o ecoamento entre a placa e o plano eja laminar e que a aceleração da gravidade local eja igual 0 m/ Nea condiçõe, a velocidade terminal da placa é igual a 0,065m/ 0,5 m/ 0,5 m/ 0,5 m/,0 m/ QUSTÃO 4 onidere que um redutor eteja intalado em uma tubulação quadrada como a que aparece na figura acima m cada eção tranveral da tubulação, o ecoamento pode er coniderado uniforme dimenõe do redutor e da tubulação etão indicada na figura O fluido é a água, cuja denidade equivale a 000 kg/m 3, ecoando com uma vazão de m 3 / em regime permanente Nea condiçõe, a magnitude da força horizontal exercida pelo tubo adjacente para uportar o redutor é de 6 kn 8 kn 0 kn kn 4 kn argo 35: Pequiador-Tecnologita em Metrologia e Qualidade Área: Metrologia da inâmica do Fluido 3

6 SP/Un INMTRO QUSTÃO 4 RSUNHO L/ L/ ramal ramal ramal 3 barrilete L Um itema de ditribuição de água é compoto por um barrilete do qual aem trê ramai O diâmetro e o comprimento da tubulação do ramai e 3 ão e L, repectivamente tubulação do ramal é compota por doi trecho de tubo de comprimento iguai a L/, o primeiro com diâmetro e o egundo com diâmetro, como ilutra a figura diferença de preão entre o barrilete e a atmofera é Δp, e todo o ramai decarregam para a atmofera onidere que não haja perda de carga localizada e também que o ecoamento eja laminar, em regime permanente e completamente deenvolvido em todo o itema de ditribuição lei de Hagen-Poieuille para o ecoamento laminar atravé de tubo pode er ecrita na forma Δ p = ML em que é a diferença de Q 4 Δ p preão; L, o comprimento de tubulação;, o diâmetro; Q, a vazão; e M, uma contante que depende da vicoidade do fluido Levando em conta ea informaçõe e a figura acima, a oma da vazõe do trê ramai é dada por p Q = 66 4 Δ 7 ML p Q = 66 4 Δ 3ML p Q = 33 4 Δ 7 ML p Q = 33 4 Δ 3ML p Q = 3 4 Δ 7 ML argo 35: Pequiador-Tecnologita em Metrologia e Qualidade Área: Metrologia da inâmica do Fluido 4

7 SP/Un INMTRO QUSTÃO 43 RSUNHO 00 onidere que uma tubulação de cm de diâmetro e m de 64 comprimento eja empregada para retirar água de um reervatório por meio de um ifão aberto, que a vicoidade da água eja de 0-3 N m -, que ua denidade eja de 000 kg/m 3, que a aceleração da gravidade local eja de 0 m/, que o ecoamento eja laminar, em regime permanente, e que o nível do reervatório não varie perda de carga ditribuída, h, em ecoamento laminare em conduto, é dada por em que L é o comprimento da tubulação, é o diâmetro do tubo, U é a velocidade média do ecoamento e f é o fator de atrito, que, para ecoamento laminare, é dado por f = 64 em que Re é o número Re, de Reynold baeado na velocidade média e no diâmetro da tubulação onidere, por fim, que não haja perda localizada Nea condiçõe, a velocidade média na aída da tubulação é de 0,5 m/ m/ m/ 3 m/ 4 m/ QUSTÃO 44 om referência ao fundamento da teoria de ecoamento potencial, ainale a opção correta circulação em uma linha formada por partícula fluida em um ecoamento de fluido invícido pode variar à medida que o tempo paa m todo ecoamento plano e irrotacional, a circulação em qualquer curva fechada é empre nula Para qualquer tipo de ecoamento potencial em que N é o potencial de velocidade Se o fluido é vicoo, então não é poível definir funçõe de corrente em hipótee alguma m um ecoamento de fluido invícido, um filamento de vórtice não pode terminar em um ponto qualquer do próprio ecoamento, de forma que ou o filamento é infinito, ou é uma curva fechada, ou termina no contorno ólido que delimitam o ecoamento argo 35: Pequiador-Tecnologita em Metrologia e Qualidade Área: Metrologia da inâmica do Fluido 5

8 SP/Un INMTRO QUSTÃO 45 oniderando um ecoamento bidimenional de um fluido de denidade igual a kg/m 3, cuja função de corrente eja dada por ψ ( xy, ) = x y, e coniderando, ainda, que toda a grandeza ejam medida em unidade do Sitema Internacional de Unidade, ainale a opção correta O ecoamento não admite potencial de velocidade O potencial de velocidade do ecoamento é dado por N = x + y +, em que é uma contante magnitude da velocidade no ponto (,) é igual a m/ vazão por unidade de área entre o ponto (0,) e (,) é 4 m/ linha de corrente do ecoamento ão circunferência QUSTÃO 46 Para o ecoamento de um fluido de denidade, cujo potencial de velocidade eja a função φ( xy, ) = x y, a diferença de preão entre o ponto (,) e a origem do itema de coordenada é dada por QUSTÃO 48 onidere que uma lâmina de óleo de mm de epeura ecoe obre uma placa lia e inclinada de 30 o em relação à horizontal vicoidade e a denidade do óleo ão iguai a 4 0! Pa@ e 6 0 kg/m 3, repectivamente O ecoamento ocorre em regime permanente, laminar, unidimenional e em uma ó direção Na uperfície livre do óleo, a taxa de cialhamento é nula aceleração da gravidade local é de 0 m/ Sabendo que co( ) = e en(30 0 ) = a vazão de óleo por unidade de largura da placa é de, 0 4 m m m m m QUSTÃO QUSTÃO 47 oniderando que uma coluna de irrigação por gotejamento eja contituída por uma tubulação reta de 0 m de comprimento com pequeno furo uniformemente ditribuído ao longo da coluna, por onde a água flui com uma vazão de 4 L/ por metro linear de tubo, e que, na entrada da coluna, a vazão eja de 00 L/, é correto afirmar que a vazão de água, medida em L/), na aída da tubulação é igual a 80L 60L 40L 0L 0L Um vicoímetro de cilindro concêntrico é utilizado para medir a vicoidade de um óleo newtoniano O dipoitivo é contruído de forma que a parte inferior do cilindro rotativo flutue obre uma lâmina de ar im, apena a tenão de cialhamento devido ao ecoamento que e etabelece na folga lateral entre o cilindro promove reitência ao movimento urante o enaio, o cilindro de menor raio é feito girar a uma velocidade angular contante de 4 rad 5π Para io, um torque de 5Nmm deve er aplicado continuamente ao eixo motor oniderando ea informaçõe, é correto afirmar que a vicoidade do óleo é igual a 0,5Pa@ 0,50Pa@ 0,75Pa@,00Pa@,5Pa@ argo 35: Pequiador-Tecnologita em Metrologia e Qualidade Área: Metrologia da inâmica do Fluido 6

9 SP/Un INMTRO QUSTÃO 50 RSUNHO onidere que um joelho poa er utilizado para e medir a vazão de um ecoamento por meio da medida da força reultante neceária para manter o joelho parado Nee entido, conidere uma tubulação com joelho cuja área da eção tranveral eja O ecoamento em cada eção da tubulação e do joelho é em regime permanente e uniforme com velocidade U, e a denidade do fluido é Nea condiçõe, a relação entre a magnitude da força reultante F, neceária para manter o joelho parado, e a vazão Q, é dada por Q = Q = F ρ 4 F ρ Q = F ρ Q = F ρ Q = F 4 ρ QUSTÃO 5 água h h h 3 Supondo que a água ecoe em um trecho de tubulação horizontal, como motrado no equema acima, e aumindo que o ecoamento eja permanente, incompreível e invícido, que é a denidade da água, que g é a aceleração da gravidade e que o nívei de água no tubo, e 3 ão, repectivamente, h, h e h 3, ainale a opção correta O nível da água h deve er menor que o nível da água h O nível da água h deve er igual ao nível da água h 3 diferença de preão ( g h 3! g h ) é a preão total do ecoamento diferença de preão ( g h! g h ) é a preão total do ecoamento Mantido o diâmetro e a mema vazão de ecoamento, à medida que crece, h aproxima-e de h 3 argo 35: Pequiador-Tecnologita em Metrologia e Qualidade Área: Metrologia da inâmica do Fluido 7

10 SP/Un INMTRO QUSTÃO 5 QUSTÃO 54 água h = /4 ρ, água, de denidade ecoa no tubo circular com área de eção tranveral igual a = π 4, como motrado no equema acima O fluido manométrico uado no tubo em U é o mercúrio, de denidade ρ Hg dmite-e que o ecoamento é permanente, incompreível e invícido Nea ituação, a vazão Q que ecoa no tubo é igual a ρhg Q = gδh ρ ρhg Q = gδh ρ ρhg Q = gδh ρ ρhg Q = 4gΔh ρ Q g ρhg = Δh 4 ρ QUSTÃO 53 Suponha que, para e medir a vazão de ar de um ventilador, tenha ido intalado um bocal na extremidade do tubo de ucção do ventilador, como motra o equema acima Para e medir o quanto a preão do bocal encontra-e abaixo da preão atmoférica local, é empregado um tubo em U, que ua água como fluido manométrico onidere que a denidade do ar eja ρ e a denidade da água, ρ a ; a eção tranveral do bocal, onde e faz a tomada de preão com o tubo em U, tenha diâmetro e área igual a ; o coeficiente de decarga do bocal, na faixa de operação dee ventilador eja contante e igual a d Nea ituação, a vazão Q de ar que entra no ventilador é igual a ρa gδh Q = d ρ 4ρa gδh Q = d ρ Q = a ρagδh ρ Q = d ρa gδh ρ Q = d ρa gδh 4ρ QUSTÃO 55 placa de orifício é um dipoitivo utilizado para a medição de vazão de fluido, conforme o equema motrado acima cerca dee tipo de medidor de vazão, ainale a opção correta vazão varia linearmente com a razão d/ Quando comparado com um bocal, com a mema razão de diâmetro d/ e para um memo número de Reynold (Re = V/:), a placa de orifício apreenta maior valor de coeficiente de decarga ( d ) que o bocal vazão medida com a placa de orifício varia linearmente egundo a diferença de preão medida pelo tubo em U motrado no equema O coeficiente de decarga de uma placa de orifício não é afetado pela recirculação do fluido que ocorre imediatamente à juante da placa enibilidade da placa de orifício é afetada pela razão d/ onidere que )P eja diferença de preão;, denidade; V, velocidade; g, aceleração da gravidade; e Z, altura Nea ituação, o valore do expoente m e n, repectivamente, para que e ΔP ejam parâmetro adimenionai, em = e = gz/(v) n, ρ( V ) m ão e e e e e argo 35: Pequiador-Tecnologita em Metrologia e Qualidade Área: Metrologia da inâmica do Fluido 8

11 SP/Un INMTRO QUSTÃO 56 RSUNHO Fa ρ V μ Fa ρ V μ ecoamento em torno de efera força de arrate F a exercida por um fluido de denidade vicoidade dinâmica ρ e μ que e deloca em relação a uma efera com velocidade V, em ua forma adimenional F a /( V ), é função do número de Reynold (Re = V/:) Se a emelhança dinâmica entre o ecoamento em torno de dua efera, uma de diâmetro e outra de diâmetro, como motrado no equema acima, for etabelecida pela reprodução do número de Reynold no doi ecoamento, então, a repeito da força de arrate na efera de maior diâmetro, é correto afirmar que V Fa = ρ μ ρ V F V Fa = ρ μμ Fa = ρ ρ V Fa = ρ ρ V F V Fa = ρ ρ V F QUSTÃO 57 oniderando que o om eja uma onda elática que e propaga em um meio material, ainale a opção correta, com relação à caracterítica dea onda elática onda onora empregada no medidore de vazão do tipo ultraônico têm alto comprimento de onda Sendo uma onda elática, o om e propaga com velocidade finita em um meio completamente inelático Quando uma onda onora deloca-e no ar, o proceo de compreão e expanão é do tipo iotérmico kp Na expreão =, endo k a razão de calore epecífico, ρ P a preão e a denidade, a variação da preão com a denidade é avaliada admitindo-e um proceo ientrópico O inai emitido pelo enore acútico uado para medição de vazão ão inai de baixa frequência argo 35: Pequiador-Tecnologita em Metrologia e Qualidade Área: Metrologia da inâmica do Fluido 9

12 SP/Un INMTRO QUSTÃO 58 Um modelo de um corpo aerodinâmico etá endo analiado em uma eção de tete uperônica velocidade do ar em relação ao modelo é de 00 m/, e o calor epecífico à preão contante do ar é p = 000 J/(kg K) Um termopar intalado no ponto de etagnação do ecoamento no modelo apreenta um valor de temperatura T o, denominada temperatura de etagnação Nea ituação, a diferença do valor dea temperatura de etagnação com aquela apreentada pelo ar que e encontra com a velocidade de 00 m/, a montante do modelo, denominada de temperatura etática, T e, é igual a T o T e = 5 K T o T e = 0 K T o T e = 0 K T o T e = 30 K T o T e = 40 K QUSTÃO 59 m ar Uma vazão máica m& de ar ecoa no trecho de tubulação motrado no equema acima No trecho compreendido entre a eçõe e, o ecoamento é permanente, unidimenional e ientrópico O calor epecífico à preão contante do ar é igual a p Nea ituação, coniderando como a denidade, P como preão, T como temperatura, V como velocidade, h como entalpia epecífica e p como calor epecífico à preão contante, ainale a opção correta entalpia epecífica do ar em (h ) é igual à entalpia epecífica em (h ) entalpia de etagnação em (h o ) é igual à entalpia epecífica em (h ) v T T p = p + ρ = ρ T ( k ) T k P = P ρ ρ QUSTÃO 60 Po To ρo ho gá garganta do bocal etagnado P* T* ρ* h* reervatório ob preão onidere que um bocal ônico eja alimentado por um gá que e encontra em um grande reervatório ob preão O ar no interior do reervatório pode er coniderado etacionário e em eu etado de etagnação O ecoamento do ar até a aída do bocal é coniderado permanente, unidimenional e ientrópico Quando o gá atinge a velocidade do om na garganta do bocal, a propriedade na garganta ão denominada propriedade crítica propriedade do gá etagnado no interior do reervatório etão repreentada com o caractere 0, e a condiçõe crítica, na garganta do bocal, com * Nea ituação, a razão da preão crítica pela preão de etagnação P*/P 0 é igual a * ( k ) P = P0 k + k P * ( k ) = P0 k * ( k ) P = P0 k * P k = P k + 0 * k P k k = P k 0 QUSTÃO 6 k m um ecoamento de gá com elevado valor de velocidade, com valor de Mach uperior a 0,3, o efeito da compreibilidade já e fazem preente cerca do ecoamento compreível em um trecho convergente de tubulação, ainale a opção correta Se o ecoamento for permanente nee trecho convergente de tubulação, a vazão volumétrica permanece contante O valor da preão aboluta em cada poição do ecoamento determina o etado termodinâmico do gá Se o ecoamento for ientrópico no trecho convergente, a relação entre preão e denidade é linear O ecoamento endo permanente, a vazão máica crece com a diminuição da área da eção convergente Se, para um ecoamento coniderado adiabático e reverível, conhecerem-e o valore da preão aboluta P e a denidade ρ em uma poição do trecho, então medindo-e a preão aboluta P em uma poição, a denidade nea poição etará determinada gá argo 35: Pequiador-Tecnologita em Metrologia e Qualidade Área: Metrologia da inâmica do Fluido 0

13 SP/Un INMTRO QUSTÃO 6 RSUNHO válvula controladora de preão reervatório de gá bocal ônico proceo P P detalhe do bocal convergente-divergente Um bocal ônico conite de uma eção convergente de entrada eguida de um cone de aída menor eção que epara o bocal do cone de aída é chamada de garganta Um bocal ônico pode er empregado para controlar a vazão máica de um gá utilizado em um proceo indutrial, como motrado equematicamente acima om relação ao princípio de operação do bocal ônico, ainale a opção correta O bocal opera em uma condição de bloqueio quando o número de Mach na garganta for maior que tando na condição de bloqueio, a vazão máica ó pode er elevada com a diminuição da preão a juante da válvula reguladora de preão condição de bloqueio é independente da razão de preão P /P Quando o bocal etiver na condição de bloqueio, mantida a demai condiçõe de operação, a preão P poderá controlar a vazão máica do bocal Para um valor fixo de vazão máica, e o bocal for iolado termicamente, à medida que o gá e acelera na eção convergente, ua temperatura aumenta argo 35: Pequiador-Tecnologita em Metrologia e Qualidade Área: Metrologia da inâmica do Fluido

14 SP/Un INMTRO QUSTÃO 63 QUSTÃO 64 vazão, Q y d O rotâmetro é um dipoitivo que mede a vazão de líquido ou de gae e é contituído de um corpo tranparente e de um flutuador, como motra o equema acima O diâmetro no lado interno do rotâmetro varia com a altura h, como motrado om relação ao funcionamento do rotâmetro, ainale a opção correta Um rotâmetro dimenionado para operar em uma faixa de vazão de água mede corretamente a mema faixa de vazão de ar O termo flutuador é batante adequado, já que o material empregado no flutuador de um rotâmetro para medir vazão de água deve ter denidade menor que a denidade da água O equema de um trecho de um rotâmetro é motrado na figura acima Um rotâmetro opera com um fluido de denidade ρ em um local onde a aceleração da gravidade é g folga anular, entre um flutuador de forma eférica e o tubo de um rotâmetro, ao longo da altura y, é exprea por: [( ) ] π = + ay d 4, em que é diâmetro interno do rotâmetro em ua bae; a é o coeficiente angular para a variação de com y; y é a direção vertical ao longo do rotâmetro; d é o diâmetro do flutuador força de arrate de preão no flutuador é dominante obre a força de origem vicoa, e ea força de preão F p é exprea por: F p = d fρvm, em que d é o coeficiente de arrate; f, a área da eção tranveral do flutuador;, a denidade do fluido; V m, a velocidade média do fluido na folga anular oniderando o volume do flutuador denominado por V f, a vazão Q é igual a gv f ρ f Q = d f ρ perda de carga, ou eja, a diferença de preão a montante e à juante do flutuador é independente da folga anular entre o flutuador e a parede interna do rotâmetro O ponto de equilíbrio do flutuador depende, entre outro fatore, da denidade do eu material, endo independente de eu volume O ponto de equilíbrio do flutuador é etabelecido pela ação de quatro força: o peo, o empuxo, uma força vicoa e uma força de arrate devido à ação do campo de preão, dependente da folga anular gv d f ρ f Q = f ρ gv f ρ f Q = d f ρ gv f ρ f Q = d f ρ gv f ρ f Q = d f ρ argo 35: Pequiador-Tecnologita em Metrologia e Qualidade Área: Metrologia da inâmica do Fluido

15 SP/Un INMTRO QUSTÃO 65 QUSTÃO 66 termopare aquecedor bobina ecoamento calor T T eletrodo v Um enor térmico para a medição de vazão volumétrica Q, ou de bobina do campo magnético vazão máica m&, etá equematizado acima m um trecho do Um fluido condutor de corrente elétrica ecoa em um tubo de tubo, é intalado um aquecedor elétrico, termicamente iolado, que tranfere calor para o fluido no tubo m dua poiçõe, a montante e a juante do aquecedor, mede-e a diferença de temperatura, )T = T T om bae nea informaçõe e aumindo um ecoamento permanente e uniforme no trecho onde o medidor de vazão etá intalado, ainale a opção correta diâmetro, com uma vazão Q, como motrado equematicamente acima Pela lei de Faraday da indução eletromagnética, e um condutor de comprimento L move-e com velocidade V, perpendicularmente a um campo magnético de intenidade, então a voltagem induzida erá igual a: = L V Se for aumido Medindo-e a taxa de tranferência de calor do aquecedor para o fluido e a diferença de temperatura, a vazão máica etá definida, independentemente do fluido que paa pelo enor um valor de velocidade média para o ecoamento do fluido igual a V m, com relação à voltagem induzida (), é correto afirmar que a voltagem induzida é O calor epecífico do ar é menor que o calor epecífico da água Um enor térmico dee tipo foi calibrado em um proporcional à vazão Q, proporcional ao campo e ecoamento de ar o er tetado em água, quando indicar a proporcional ao diâmetro do tubo mema diferença de temperatura, a vazão máica de água é maior que a vazão máica de ar, para a qual o enor foi calibrado variação da entalpia epecífica do fluido é inveramente proporcional à diipação elétrica do enor água tem maior calor epecífico que o ar efinindo-e a proporcional à vazão Q, diretamente proporcional ao campo e inveramente proporcional ao diâmetro do tubo inveramente proporcional à vazão Q, diretamente proporcional ao campo e diretamente proporcional ao diâmetro do tubo enibilidade do enor térmico como endo Δ T m&, para e inveramente proporcional à vazão Q, inveramente proporcional ao campo e inveramente proporcional ao manter a mema enibilidade, quando o enor etiver intalado no ecoamento de água, uma maior diipação elétrica erá requerida taxa de tranferência de calor entre a parede do enor e o fluido é independente do número de Reynold diâmetro do tubo inveramente proporcional à vazão Q, diretamente proporcional ao campo e diretamente proporcional ao diâmetro do tubo argo 35: Pequiador-Tecnologita em Metrologia e Qualidade Área: Metrologia da inâmica do Fluido 3

16 SP/Un INMTRO QUSTÃO 67 QUSTÃO 68 d detector de vórtice vazão corpo rombudo bobina imã N S d Um corpo rombudo de eção tranveral retangular, circular ou triangular no interior de um ecoamento gera uma eteira de vórtice a juante do corpo, conhecida como eteira de von Karman e fenômeno pode er aplicado para e medir vazão, já que a frequência do vórtice depende da velocidade do ecoamento eteira experimenta ocilaçõe tanto na velocidade como na preão Um enor de preão pode detectar a frequência dee vórtice e aociá-la com a velocidade ou com a vazão do ecoamento Um equema dee medidor é motrado na figura acima O número de Strouhal, S h, é definido por: S h = f d/v, em que f é a frequência de emião de vórtice; d, o lado do corpo rombudo; V, a velocidade média do ecoamento O número de Reynold, com bae no diâmetro do tubo, é definido por Re = V /: Para uma larga faixa de número de Reynold (0 4 < Re < 0 7 ), o número de Strouhal da eteira de von Karman independe do número de Reynold Se a área líquida de paagem do fluido pelo corpo rombudo for igual a d l = π d = π a relação da frequência com π, a vazão erá exprea por f 4Sh = Q 3 d d π 4 π f Sh = Q 3 d d π 4 π f Sh = Q 3 d π d 4 π vazão R V a rotor medidor de vazão tipo turbina O medidor de vazão tipo turbina é uado na medição de vazão de líquido e de gae No interior de um tubo circular, é montado um rotor, uportado por mancai montante do rotor, pode-e utilizar um conjunto de pá diretrize Um enor do tipo relutância variável, formado por um imã e por uma bobina, é empregado para detectar a paagem de cada uma da pá do rotor, conforme o equema de medidor do tipo turbina motrado acima velocidade axial V forma um ângulo " com a velocidade tangencial do rotor, TR cerca do medidor de vazão tipo turbina, operando com um enor de relutância variável, motrado no equema, é correto afirmar que a pá da turbina, e forem contruída com material ferromagnético, cada uma, ao cruzar com o enor de relutância variável, produzirão um inal de tenão, na bobina O número de pulo é inveramente proporcional à vazão a rotação do rotor da turbina é independente do ângulo " a relação vazão veru rotação e mantém linear, memo operando com baixo valore de vazão, em que o eforço magnético obre a pá do rotor é coniderado elevado comparado com a força exercida pelo ecoamento 3 a vazão é proporcional a (T) R f Sh = Q d 3 d π 4 π f Sh = Q 3 d d π 4 π o enor de relutância variável, formado pelo ímã e pela bobina, é enível à paagem da pá de material ferromagnético O fluxo magnético varia cada vez que uma pá do rotor modifica a linha do campo magnético bobina gera uma equência de pulo, cuja frequência é proporcional à vazão e ao número de pá do rotor argo 35: Pequiador-Tecnologita em Metrologia e Qualidade Área: Metrologia da inâmica do Fluido 4

17 SP/Un INMTRO QUSTÃO 69 QUSTÃO 70 R z vazão ponte de Wheatone (ar) R onda de fio quente v amplificador de potência amplificador de voltagem Z, k Y, j X, j referencial fixo XYZ e eu vetore de bae i, j, k x m y m L = 0 cm Um anemômetro de fio quente, do tipo temperatura contante, é apreentado, equematicamente, na figura acima repeito dee tipo de anemômetro, que opera com o fio a temperatura contante, ainale a opção correta Independentemente da velocidade do ar, a corrente que alimenta a ponte é mantida contante reitência elétrica de um fio de platina ou de tungtênio, uado na confecção do fio enor, é independente de temperatura O calor por convecção, trocado entre o fio e o ar, é inveramente proporcional à velocidade do ar Quando a velocidade do ar aumenta, a tranferência de calor entre o fio e o ar aumenta, e mai potência alimenta a ponte de Wheattone, no entido de manter a temperatura do fio contante potência de alimentação da ponte de Wheattone independe da velocidade do ar Uma vazão contante de água ecoa no circuito motrado na figura equematizada acima O trecho de tubulação em forma de U é livre para girar em torno do eixo Y, com velocidade angular T, em relação a um referencial XYZ fixo à Terra e referencial é coniderado um referencial inercial O itema de referência inercial tem eu repectivo vetore de bae i, j e k O vetor velocidade angular do trecho em forma de U, medido em relação ao itema fixo XYZ, expreo por T = (T X, T Y, T Z ) é igual a (0,0 rad/, 0) Uma maa de água m, igual a 00 g, ao er obervada do itema fixo, quando etá paando pelo plano XY, movimenta-e no entido poitivo do eixo X, pertencente ao itema de coordenada móvel xyz, fixo ao trecho em forma de U e girando com ele O vetor velocidade dea maa m, medida no itema móvel, é v = (v X, v y, v z ) = ( m/, 0,0) nquanto io, no braço opoto, outra maa, m, de igual valor, movimenta-e com velocidade v = (! m/, 0,0), ou eja, em entido contrário ao de m ditância que epara a linha de centro do trecho do tubo em forma de U, em que e delocam a maa m e m é igual a L = 0 cm, como motrado no equema Nea ituação, e a aceleração de orioli for igual a c = ω v, a intenidade do momento M gerado pela força de orioli obre a maa m e m erá igual a M = 0, N m M = 0,4 N m M = 0,8 N m M =,0 N m M =, N m argo 35: Pequiador-Tecnologita em Metrologia e Qualidade Área: Metrologia da inâmica do Fluido 5