Atv 04_-_Lista_de_Analise_no_Volume_de_Controle (1)

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Universidade Federal do Ceará (UFC) 
Departamento de Engenharia hidráulica e Ambiental (DEHA) 
Fenômenos de transporte - TD0943 
Profa. Samiria Maria Oliveira da Silva 
 
L2: Análise do movimento no volume de controle 
 
Critérios de Avaliação e Data de entrega 
• Enviar a resolução da lista via SIGAA conforme a data preestabelecida na 
plataforma. 
• Cada questão será avaliada conforme a pontuação descrita abaixo sendo 
observado o desenvolvimento do cálculo. Questões entregues apenas com a resposta final 
será atribuída pontuação igual a zero. 
• A lista valerá de 0,0 a 10,0 pontos. 
 
Questões 
Questão 1. Um secador de cabelos é basicamente um duto no qual são colocadas algumas 
camadas de resistores elétricos. Um ventilador pequeno empurra o ar para dentro e o força 
a passar através dos resistores, onde ele é aquecido. Se a densidade do ar é de 1,20 kg/m³ 
na entrada, onde o duto do secador atinge diâmetro de 10cm, e de 1,05 kg/m³, onde o 
diâmetro passa para 8 cm, determine o aumento percentual na velocidade do ar quando 
ele escoa através do secador. (1,5 pontos). 
 
Questão 2. Suponha que uma espécie de reservatório cubico com 1 m de lado e 
inicialmente com 30% de sua capacidade preenchida com um fluido está sujeito a um 
fluxo exterior do mesmo fluido com velocidade de 10cm/s que incide sobre o reservatório, 
fazendo um ângulo de 30º com a horizontal, como mostrado na figura. 
 
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Em razão do fluxo exterior, ocorre entrada de fluido no reservatório por meio dos orifícios 
quadrados A e B, cujas dimensões e posição estão representadas na figura. Suponha que 
nessas entradas o perfil de velocidades é uniforme, com velocidade igual à velocidade 
externa incidente. Um terceiro orifício C (também quadrado), na base do reservatório, 
permite saída de fluído com um perfil de velocidade triangular (como representada na 
figura) supostamente constante ao longo do escoamento. Tendo em vista essa situação 
hipotética responda considerando o fluido incompressível. 
a) O transporte de fluido em questão, tomando o reservatório por volume de controle, 
representa um escoamento permanente ou transiente? Explique. (0,5 ponto) 
b) Quais são as vazões em A, B e C (em cm³/s)? (1,0 ponto) 
c) Qual a função que descreve o volume de fluido no reservatório ao longo do 
tempo? Considere apenas o intervalo de tempo entre o instante inicial (tempo igual 
a zero) até o momento que o nível do fluido no reservatório atinge a base do 
orifício A. (1,0 ponto) 
d) Em que instante isso ocorre (em minutos após o início)? (0,5 ponto) 
 
Questão 3. A água está sendo bombeada de um grande lago para um reservatório 25 m 
acima a uma vazão de 25 L/s por uma bomba de 10 kW (eixo). Se a perda de carga 
irreversível do sistema de tubulação for de 7 m, determine a eficiência mecânica da bomba 
(1,5 pontos). 
 
Questão 4. A figura abaixo apresenta um sifão. Sabendo que a pressão no ponto S do sifão 
deve ser maior que -65 kPa em pressão relativa e desprezando as perdas de carga, 
determine a velocidade da água (𝛾𝑎 = 10
4𝑁/𝑚³) no sifão e a máxima altura que o ponto 
S pode ter em relação ao ponto A.(1,5 pontos) 
 
Questão 5. Um cotovelo de 90° é usado para direcionar o escoamento da água a uma 
taxa de 30 kg/s em um tubo horizontal para cima. O diâmetro de todo o cotovelo é de 
10 cm. O cotovelo descarrega água na atmosfera e, portanto, a pressão de saída é a 
pressão atmosférica local. A diferença de elevação entre os centros da saída e da 
entrada do cotovelo é de 35 cm. O peso do cotovelo e da água que há nele são 
desprezíveis. Determine (a) a pressão manométrica no centro da entrada do cotovelo 
e (b) a força de ancoragem necessária para manter o cotovelo no lugar. Tome o fator 
de correção de fluxo do momento como 1,03. (2,5 pontos) 
 
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Bom estudo!