Exercicios Mecanica Fluidos Resolvidos

2º Lista de Exercícios de Mecânica de Fluidos

Barômetro de Torricelli

1- Através da descoberta de Torricelli, proceda nas transformações abaixo:

Converter:

1atm = 760mmHg

1atm = 760mmHg = 101230Pa

1atm = 760mmHg = 101230Pa = 1,0330 kgf/cm²

1atm = 760mmHg = 101230Pa = 1,0330 kgf/cm² = 1,01bar

1atm = 760mmHg = 101230Pa = 1,0330 kgf/cm² = 1,01bar = 14,7psi

1atm = 760mmHg = 101230Pa = 1,0330 kgf/cm² = 1,01bar = 14,7psi = 10,33mca

De Para Resultado

20 psi Pa 137727,69

De Para Resultado

3000 mmHg Pa 399592,10

De Para Resultado

200 Kpa Kgf/cm² 2,04

De Para Resultado

30 Kgf/cm² Psi 426,91

De Para Resultado

5 bar Pa 501138,61

De Para Resultado

25 mca Kgf/cm² 2,5

De Para Resultado

500 mmHg Bar 0,664

De Para Resultado

10 psi mmHg 517

De Para Resultado

80000 Pa mca 8,163

De Para Resultado

18 mca mmHg 1324,30

De Para Resultado

2 atm Pa 202460

De Para Resultado

3000 mmHg Psi 58,02

De Para Resultado

30 psi Bar 2,06

De Para Resultado

5 mca Kgf/cm² 0,5

De Para Resultado

8 bar Pa 801821,78

De Para Resultado

10 psi Pa 68863,94

Lei Pascal

2. As áreas dos êmbolos abaixo mantêm uma relação de 50:2. O peso colocado no êmbolo maior está em equilíbrio através da força peso de 30N aplicada no êmbolo menor. Assim, calcule qual é a força peso do êmbolo maior:

4. Abaixo está representado esquematicamente o principio de uma prensa hidráulica. Os êmbolos estão em equilíbrio e possuem uma relação de área de 50:2. Determine a força em F:

6. A água de um lago localizado em uma região montanhosa apresenta uma profundidade máxima de 40 m. Se a pressão barométrica local é 598 mmHg, determine a pressão absoluta na região mais profunda. Dados: Peso especifico do mercúrio YHg=133 KN/m³ YH2O= 9,8 KN.

7. A pressão sanguínea das pessoas é usualmente especificada pela relação entre a pressão máxima (pressão sistólica) e a pressão mínima (pressão diastólica). Por exemplo, um valor típico de um ser humano adulto é 12 x 7, ou seja máxima de 12 cm de Hg e mínima de 7 cm de Hg. Determine o valor destas pressões em Pascal. Dado: γHg = 133280 N/m3 Resposta: 15993,6 Pa e 9329,6 Pa

8. A figura mostra um tanque de gasolina com infiltração de água. Se o peso especifico relativo da gasolina é 0,68 determine a pressão no fundo do tanque (YH2O=9800N/m³).

9. A pressão do ar preso no tanque da figura é 41,4 KPa. Sabendo eu a massa especifica de glicerina é 1260Kg/m³, calcule a pressão no fundo do tanque.

10. A figura mostra um tanque fechado que contém água. O manômetro indica que a pressão do ar é 48,3 KPa. Determine:

a) a altura H da coluna aberta.

b) a pressão no fundo do tanque;

c) a pressão absoluta do ar no topo do tanque se a pressão atmosférica for 101,13 KPa.

6.2 Para trocar o óleo de um automóvel em um posto de combustível com um peso de 12000N notou-se que o diâmetro do êmbolo onde ele será elevado é de 320 mm, enquanto que o do êmbolo menor é de 8 mm.

Desta forma determinar:

A força que deverá ser aplicada no êmbolo menor;

O deslocamento de óleo hidráulico quando o carro subir 250 mm.

Teoria de Steven

7. O nível de água contida em uma caixa d’água é de 10 m acima do nível da casa. Localizada no vale. Sabendo-se que existe folga entre a tampa da caixa, a ação de pressão atmosférica é evidente.

Então calcular:

A pressão de saída da água em qualquer ponto da casa;

A pressão no fundo da coluna de água em um ponto qualquer da casa;

Considerar:

YH2O= 10.000 N/m³

G= 9,8 m/s²

Pressão no fundo da coluna: 0,009 Kg/dm² x altura do desnível.

3º Lista de Exercícios – Medidores de Pressão

1 -No manômetro da figura, o fluido A é água ( peso específico de 10000N/m3 ) e o fluido B e mercúrio (peso específico de 136000 N/m3 ). As alturas são h1 = 5 cm, h2 = 7,5 cm e h3 = 15 cm. Qual é a pressão P1?

2 - Um tanque fechado contém ar comprimido e um óleo que apresenta densidade 0,9. O fluido utilizado no manômetro em “U” conectado ao tanque é mercúrio (densidade 13,6). Se h1 = 914 mm, h2 = 152 mm e h3 = 229 mm, determine a leitura do manômetro localizado no topo do tanque.

3 - No piezômetro inclinado da figura, temos γ1 = 800 Kgf/m3 e γ2 = 1700

Kgf/m3 , L1 = 20 cm e L2 = 15 cm , α = 30 oC. Qual é a pressão em P1 ?

4 - Dado o dispositivo da figura, onde h1 = 25 cm, h2 = 10 cm e h3 = 25 cm, h4 = 25 cm, calcular: a) A pressão do Gás 2

b) A pressão do Gás 1, sabendo que o manômetro metálico indica uma pressão de 15000 N/m2

c) A pressão absoluta do Gás 1, considerando que a pressão atmosférica local é 730 mmHg

Dados : γóleo = 8000 N/m3 γHg = 133280 N/m3 γagua = 9800 N/m3

5- No dispositivo da figura o manômetro indica 61600 N/m2 para a diferença de pressão entre o Gás 2 e o Gás 1. Dados γágua = 9800 N/m3 e γHg = 133000 N/m3 , determinar :

a) A pressão do Gás 2

b) A distância x na figura.

6- O sistema da figura está em equilíbrio e o peso do porquinho é 200 N. Sabendo que a altura h é 50 cm, determinar a pressão do Gás 2. Dados/Informações Adicionais: γHg = 133280 N/m3

Desprezar o peso do pistão e da plataforma.

7 - Considerando que o peso específico do óleo é 7000 N/m3 e que o sistema da figura está em equilíbrio, determine a altura x na figura.

8 -Determinar a pressão manométrica em A, devido a deflexão do mercúrio do manômetro em “U” da figura abaixo.

9- De acordo com a figura e os dados abaixo se pede:

a) Determinar a diferença de pressão entre A e B em kgf./cm2;

b) Se a pressão em B = 0,75 kgf./cm2, qual será a pressão em A ?

10 - Os recipientes A e B da figura que contém água sob pressão de 3 kgf/cm2 e 1,5 kgf/cm2 respectivamente. Qual será a deflexão do mercúrio (h) no manômetro diferencial?

11- Duas canalizações estão dando escoamento à água sob pressão (condutos forçados).Deseja-se determinar a diferença de pressão entre duas seções A e B das duas canalizações, empregando-se o manômetro diferencial de mercúrio. Sabe-se que o centro das duas seções apresentam uma diferença de nível de 8,70 m e que a deflexão do mercúrio é de 0,88 m.

12- O tubo A contém óleo ( d = 0,8 ) e o tubo B, água. Calcular as pressões em A e B para as indicações do manômetro.

13- Um óleo ( g = 880 kgf/m3 ) passa pelo conduto da figura abaixo. Um manômetro de mercúrio, ligado ao conduto, apresenta a deflexão indicada. A pressão efetiva em M é de 2 kgf/cm2. Obter h

14- Um óleo com peso específico g1 = 980 kgf/m3 é transportado, verticalmente, de B para C (figura abaixo). Calcular a diferença de pressão entre os pontos B e C.

15- Os reservatórios fechados R e S (figura abaixo) contém respectivamente, água e um líquido de peso específico gS. Sabe-se que a pressão em R ( PR ) é igual a 1,1 kgf/cm2 e que a pressão em S ( PS ) é igual a 0,8 kgf/cm2. Calcular gS.

16- Na tubulação de água apresentada na figura abaixo, instala-se um manômetro

diferencial. Determinar a diferença de pressão (em kgf/cm2) entre os pontos B e C .

4º LISTA DE EXERCICIOS

1- Água é descarregada de um tanque cúbico de 5 m de aresta por um tubo de 5 cm de

diâmetro localizado na base. A vazão de água no tubo é 10 l/s. Determinar a velocidade de descida da superfície livre da água do tanque e, supondo desprezível a variação de vazão, determinar o tempo que o nível da água levará para descer 20 cm.

2. Dois reservatórios cúbicos de 10 m e 5 m de aresta, são enchidos por água

proveniente de uma mesma tubulação em 500 s e 100 s, respectivamente. Determinar a velocidade da

água na tubulação sabendo que o seu diâmetro é 1,0 m.

Resposta : 4,13 m/s

3. O avião esboçado na figura voa a 971 km/h. A área da seção frontal de alimentação de ar da turbina é igual a 0,8 m2 e o ar, neste local, apresenta massa específica de 0,736 kg/m3. Um observador situado no avião detecta que a velocidade dos gases na exaustão da turbina é igual a 2021 km/h. A área da seção transversal da exaustão da turbina é 0,558 m2 e a massa específica dos gases é 0,515 kg/m3. Determine a vazão em massa de combustível utilizada na turbina.

5- Ar escoa num tubo convergente. A área da maior seção do tubo é 20 cm2 e a da menor seção é 10 cm2. A massa específica do ar na seção (1) é 1,18kg/m3 enquanto que na seção (2) é 0,88 kg/m3. Sendo a velocidade na seção (1) 10 m/s, determinar a velocidade na seção 2 e a vazão em massa.

6- Tem-se um escoamento de fluido compressível em regime permanente em uma convergência de seção circular. Conhecendo-se a vazão em peso w = 1,8N/s , os diâmetros d1=15cm(6”) e d2=7,5cm(3”) e também os volumes específicos v1= 1,0 m3/kg e v2 = 0,61m3/kg , pedem-se as velocidades médias do escoamento nas seções transversais (1) e (2) e as vazões. Adotar g=10m/s2

7- Água escoa através de um duto longo cujo diâmetro é D =1,5m .A velocidade da água em relação ao duto é dada por: v = 2,25 - 4 r2 (m/s) . Qual é a velocidade média da água que sai pelo pequeno tubo de diâmetro interno de 0,30m?

8- Por um longo conduto circular de 0,30m de diâmetro escoa água em regime permanente, com um perfil de velocidade V= 0,0225-r² (m/s). Determinar a velocidade média com que a água sai pelas tubulações de 0,5 m de diâmetro.

9- Qual a vazão de água (em litros por segundo) circulando através de um tubo de 32 mm de diâmetro, considerando a velocidade da água como sendo 4 m/s? Lembre-se que 1 m³ = 1000 litros.

10- Qual a velocidade da água através de um furo na lateral de um tanque, se o desnível entre o furo e a superfície livre é de 2m?