Fluido estático

ETAPA 03

Aula-tema: Estática dos fluidos

Foi colocada uma régua graduada na parede da câmara da eclusa a fim de verificar o comportamento da pressão no piso da câmara durante o enchimento, como é mostrado na figura abaixo. Deseja-se saber as cotas registradas e suas respectivas pressões em Pa, a cada 3 minutos do início da operação de enchimento. Lembre-se que para efeito de cálculo de pressão no piso da câmara deverá ser considerada a contribuição das duas tubulações.

Tempo 3 minutos1/s 49,48180 s xV= 8.906,4 m³ |

Quando a câmara atinge o mesmo nível de água do reservatório da represa é aberta uma comporta do tipo Mitra que permite a passagem da embarcação. Deseja-se saber qual é a vazão de enchimento da câmara e quanto tempo é gasto, em minutos neste processo de transposição?

Cálculos da Etapa 3

Diferença da embarcação:461,00 – 432,5 =28,5mPressão:P=h x γP=5.186 x 9.790,38 => P=50.781,41 Pa | Tempo:1s 49,48m³ X

48.937m³T=989,02 s =>T= 16,48 min. |

A embarcação entra na câmara e é aberta a válvula II. Quando a câmara estiver no mesmo nível da parte inferior do rio, a comporta tipo Mitra é aberta para a liberação da embarcação. A comporta tipo Mitra é composta de dois portões articulados por pistão. É empregado um pistão é de 100 N e 100 cm de comprimento, que cai dentro de um cilindro com velocidade constante de 2,0 m/s. Sabe-se que o diâmetro do cilindro é de 15,8 cm e do pistão é 15,6 cm. Deseja-se saber a viscosidade do lubrificante colocado entre o cilindro e o pistão. Para realizá-la, é importante seguir os passos descritos.

Dados:h= 100 cmF=100 NVel.= 2,0 m/sDiâmetro Cilindro= 15,8 cmDiâmetro Pistão= 15,6 cmµ=? Ƭ=µdvdy = FA µ=F. yA. VA=2π. R x h | Diferença entre o cilindro e o pistão15,8 – 15,6 = 0,2 cm 0,001 mÁrea do Pistão15,6 cm 0,156 m 0,078 m A=2π. R x hA=2π. 0,078 x 1A= 0,489 m² | µ=F. yA. V µ=100 x 0,0010,489 x 2 => µ=0,10224 N.s/m² |

Etapa 4

As duas tubulações que derivam do reservatório da represa alimentam 200 orifícios de 15 polegadas de diâmetro cada um, localizados no piso da câmara, o que garanteo funcionamento do sistema conhecido como vasos comunicantes. Tanto o enchimento como o esvaziamento é feito pelo mesmo processo, portanto, demanda o mesmo tempo. É recomendado que a velocidade média de esvaziamento da câmara não exceda a 2,5 m/s. Pergunta-se se este critério de dimensionamento esta sendo ou não satisfeito?

Q=49,476 m³/s15 polegadas 15x2,54 0,381m cada tubulaçãoQ=v.π d² x200449,476=v. π 0,3812x 200 => V=2,17 m/s |

Cálculos:

O critério de dimensionamento está satisfatório, pois a velocidade média está abaixo de 2,5 m/s. O reservatório da Eclusa mantém a temperatura média de 20° C e nesta condição a viscosidade dinâmica da água é 1,002 N.s/m2. Deseja-se saber qual é o regime de escoamento para a tubulação que faz o enchimento da eclusa e qual a velocidade máxima para a tubulação que faz o esvaziamento?

Para realizá-la, é importante

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