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MECÂNICA DOS FLUIDOS: PERDA DE CARGA
1. Em um tubo de 300 mm de diâmetro, escoa água a 17° C (υ = 1,132x10-6
m2/s), com a velocidade média de 129 cm/s. Determinar o regime de
escoamento.
2. Mantendo-se o diâmetro e a velocidade do problema anterior,
substituindo a água por um óleo pesado (υ = 205,53 x 10-6 m2/s).
Verificar o novo tipo de regime.
3. Suponha-se a vazão de 360 L/min de um óleo combustível (υ = 6,092 x 10-
6 m2/s), em regime laminar. Obter o diâmetro mínimo do tubo.
4. Seja 48 cm3/s a vazão de um óleo SAE - 20 (γ = 895 kgf/m3 e μ = 64,222
x 10-4 kgf.s/m2) em uma instalação mecânica, através de um tubo muito
fino (d = 7mm), com 280 cm de comprimento. Obter:
a) O número de Reynolds a fim de caracterizar o regime;
b) A perda de carga entre as mesmas.
5. Um tubo de diâmetro D = 100 mm conduz água a 27° C (υ = 0,865 x 10-6
m2/s). Achar a velocidade (em mm/s), além da qual o escoamento deixa
de ser laminar.
6. Em uma tubulação com diâmetro e extensão de 2,5 km, um óleo (μ = 0,01
kgf.s/m2 e γ = 900 kgf/m3) escoa sob a vazão de 34 L/s. Obter:
a) O regime de escoamento;
b) A perda de carga contínua.
7. Um óleo (γ = 900 kgf/m3) é transportado, em regime laminar, através de
uma tubulação horizontal de 200 m e D = 75 mm, com a vazão 2,3 L/s. O
transporte é feito por uma bomba, que provoca a queda (ou diferença)
de pressão de 1 kgf/cm2 entre os extremos da tubulação. Calcular:
a) A viscosidade dinâmica do óleo;
b) O número de Reynolds, a fim de provar o regime laminar.
8. O azeite de oliva, com γ = 910 kgf/m3 e μ = 40,776 x 10-4 kgf.s/m2,
experimenta a queda de pressão igual a 13460 kgf/m2, na distância de
210 cm de um tubo de 6 mm de diâmetro. Sabe-se que o escoamento é
laminar, obter a perda de queda, a vazão e a velocidade média.
9. Na figura, o líquido escoa em regime laminar. Sendo: D = 10 mm, L = 10
m (trecho horizontal), hp = 25 cm; Q = 0,02 L/s. Determinar:
a) O coeficiente de perda de carga;
b) A viscosidade cinemática.
10. Calcule a velocidade máxima média à qual a água a 20° C pode escoar no
estado laminar em um tubo, se o número de Reynolds crítico, no qual
ocorre a transição é zero. Para o diâmetro do tubo de:
a) 2m; b) 2 cm; c) 2 mm
11. Um líquido é bombeado através de um tubo de 2 cm de diâmetro a uma
vazão de 12 L/s. Calcule a queda de pressão numa seção horizontal de
10 m, se o líquido é:
a) Óleo SAE – 10 W a 20º C (μ = 0,1 N.s/m2);
b) Água a 20° C (μ = 1 x 10-3 N.s/m2).
12. Um tubo liso horizontal, de 100 m de comprimento, está conectado a um
grande reservatório, sendo um tubo liso de diâmetro interno de 75 mm e
com uma vazão de 0,01 m3/s.
a) Qual a velocidade de saída da água;
b) Considerando que a água está a 30° C, calcular o número de Reynolds.
Sendo que: ρ água = 996 kg/m3; μ = 8 x 10-4 N.s/m2
13. Água a 15° C ocorre ao longo de uma tubulação de aço rebitado (e = 3
mm), e diâmetro interno de 100 mm e 30 m de comprimento com uma vazão
de 30 L/s, pede-se determinar:
a) O fator de atrito da tubulação;
b) A perda de carga distribuída;
c) O número de Reynolds.
Sendo dado: ρ água = 996 kg/m3; μ = 8 x 10-4 N.s/m2
14. Calcular a perda da carga em um tubo de concreto bem acabado (e = 3
mm), de 305 m de comprimento e 3 m de diâmetro, escoando 2,25 m3/s de
água a 10° C.
Respostas:
1. Turbulento
2. Laminar
3.
4. a. laminar
b. 16,365 m
5. 17,3 mm/s
6. a. Laminar
b. 9,856 m
7. a. 0,01688 kgf.s/m2
8. 14,79m ; 50 cm3/s; 1,768 m/s
9. a. f = 0,077
b. υ = 3,07 x 10-6 m2/s
10. a. 0,001 m/s
b. 0,1 m/s
c. 1 m/s
11. a. 50960 Pa
b. 510 Pa
12. a. 2,26 m/s
b. 2,1 x 105
13. a. 0,058
b. 12,95 m
c. 3,35 x 105
14. 0,010 m
