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Fenômenos de transporte - exercícios resolvidos em 20 nov 2016, Exercícios de Hidráulica

Resoluções de Exercícios de Fenômenos passo a passo, que pode também serem usados em Hidráulica

Tipologia: Exercícios

2016

Compartilhado em 20/11/2016

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afonso-celso-s-silva-10 🇧🇷

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FENÔMENOS DE TRANSPORTE – EXERCÍCIOS RESOLVIDOS
QUESTÃO 01
Caracterize o tipo de escoamento numa canalização de 10" de diâmetro que transporta 360.000 1/h
de água à 20°C. Considere a viscosidade cinemática, à referida temperatura, .
Solução:
QUESTÃO 02
Qual a máxima velocidade de escoamento de:
a) água.
b) óleo lubricante SAE-30, ambos à temperatura de 40°C, numa tubulação de 300 mm sob regime
laminar?
Dados de viscosidade cinemática (a 40°C):
Água:
Óleo:
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AFONSO CARIOCA – WAPP: (62) 98109-4036 / 99469-8239 Página 1
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FENÔMENOS DE TRANSPORTE – EXERCÍCIOS RESOLVIDOS

QUESTÃO 01

Caracterize o tipo de escoamento numa canalização de 10" de diâmetro que transporta 360.000 1/h de água à 20°C. Considere a viscosidade cinemática, à referida temperatura,.

Solução:

QUESTÃO 02

Qual a máxima velocidade de escoamento de:

a) água.

b) óleo lubrificante SAE-30, ambos à temperatura de 40°C, numa tubulação de 300 mm sob regime laminar?

Dados de viscosidade cinemática (a 40°C):

Água:

Óleo:

Solução:

QUESTÃO 03

Uma tubulação de aço, com 10" de diâmetro e 1600m de comprimento, transporta 1.892.500 l/dia de óleo combustível a uma temperatura de 25°C. Sabendo que a viscosidade cinemática ao referido fluido àquela temperatura é da ordem de 0,00130 m2/s, responda:

a) Qual o regime de escoamento a que está submetido o fluido em questão?

b) Qual a perda de carga normal ao longo do referido oleoduto?

Solução:

QUESTÃO 04

Uma tubulação nova, de ferro fundido, de 0,150m de diâmetro, trabalha com água, à velocidade de 3m/s, sendo a temperatura de 1,7°C. Qual a perda de carga numa extensão de 600m? (Usar a Fórmula Universal). Dado : = 0,00025 m

Solução:

QUESTÃO 05

Se a temperatura da água, na Questão 04, elevar-se a 80°C, qual será o novo valor da perda de carga?

Dados :F 0 6 5= 0,00005 m; dóleo = 0,

Solução:

QUESTÃO 09

Calcule a perda de carga localizada proporcionada pelo registro de gaveta semiaberto no ponto 3 da figura abaixo. (Use a Fórmula Universal para o cálculo da perda de carga ao longo da canalização; despreze as perdas nas curvas).

Dados: Diâmetro da tubulação = 25 mm; F 0 6 5= 0,000025 m; Q = 1,0 l/s; Pressão (1) = 6 Kgf/cm2; Pressão (2) = 1 Kgf/cm2; F 0 6 E= 1,01 x 10-6 m2/s.

Solução:

QUESTÃO 10

A adutora de ferro fundido F 0 6 5( = 0,4 mm) da figura abaixo possui diâmetro igual a 100 mm, comprimento igual a 500 m e conduz a água a uma temperatura de 20°C. Estime a perda de carga localizada proporcionada pela válvula V para que a vazão seja de 12 l/s. (Usar a Fórmula Universal).

Solução:

QUESTÃO 11

Uma canalização de ferro-fundido (F 0 6 5= 0,00026 m) com 0,15 m de diâmetro e 360 m de extensão, escoa água a uma temperatura de 26,5°C. Calcule a velocidade e a vazão, quando a perda de carga for de 9,3 m.c.a., através da Fórmula Universal.

Solução:

CÁLCULO DA VAZÃO (PROCESSO ITERATIVO)

(1) Listar os dados e fazer as conversões para o Sistema Internacional (SI)

(2) Adote

(3) Encontre a velocidade através da Fórmula:

2ª Iteração:

QUESTÃO 13

Se a temperatura da água, na Questão 12 elevar-se a 80°C, qual a vazão de escoamento, sob a mesma perda de carga?

Solução:

2ª Iteração:

QUESTÃO 14

Um óleo cuja densidade é de 0,902 escoa-se por uma tubulação de vidro, de 1,20 m de comprimento e 6 mm de diâmetro, com a perda de carga de 162,5 mm de óleo. A descarga medida é de 184 g* em 5 min. Qual a viscosidade do óleo em poises?

Solução:

QUESTÃO 15

Uma tubulação nova de aço, de 200 mm, descarrega 8500m3/dia d'água à temperatura de 15,5°c. Quanto conduzirá de óleo combustível médio, à mesma temperatura e sob a mesma carga?

Dados: Viscosidade do óleo 15,5° = 4,41 X 10-6 m2/s, F 0 6 5= 0,00005m

Solução:

QUESTÃO 17

Calcular o diâmetro teórico através da fórmula universal.

Dados: F 0 6 5= 0,000046m; Q = 19 l/s;F 0 6 E= 2,78 x10-6 m2/s; hf = 6m; L = 1200m.

Solução:

1ª Iteração:

2ª Iteração

QUESTÃO 18

Utilizando a equação de Hazen-Williams, calcular a vazão que pode ser obtida com uma adutora de ferro fundido com 15 anos de uso (C=100), 200 mm de diâmetro e 3.200 m de comprimento, alimentada por um reservatório cujo nível na cota 338. O conduto descarrega à atmosfera na cota

a) Desprezando a perda de carga localizada na salda do reservatório e a energia cinética.

b) Considerando a perda de carga localizada na salda do reservatório igual a 0,5 v2/2g e a energia cinética (v2/2g).

Solução:

OBSERVAÇÃO : É MELHOR RESOLVER A SEGUNDA PARTE DESTE EXERCÍCIO PELO PROCESSO DE

ITERAÇÃO.

QUESTÃO 22

Por uma tubulação incrustada, em tubos de ferro fundido de 150 mm de diâmetro, a água circula com 2,44 m/s de velocidade média. Em um ponto A deste conduto a pressão é de 27,36m, enquanto que no ponto B, distante 30,51 e 0,92m abaixo de A, a pressão vale 23,80m. Qual o provável valor do coeficiente de atrito "C" da fórmula de Hazen-Williams?

Solução:

QUESTÃO 23

Uma canalização de ferro fundido (C = 100) de 1000m de comprimento e 200mm de diâmetro conduz água de um reservatório até um ponto situado numa cota 20m abaixo. Na extremidade da canalização há um manômetro para leitura da pressão e um registro para o controle da vazão, como mostra a figura abaixo. Calcule a pressão a ser lida no manômetro, quando a vazão for a metade daquela que escoa com o registro totalmente aberto. (Despreze as perdas localizadas e a energia cinética, use a fórmula de Hazen-Williams).

Solução:

QUESTÃO 24

Calcule a pressão na saída da bomba da figura abaixo, para que o canhão hidráulico trabalhe dentro das seguintes condições: Dados: Q =12,85 m3/h; Ps = 3 Kgf/cm2; altura da haste = 3m; Tubulação de alumínio (C=135), diâmetro igual a 50mm e comprimento igual a 200m.

Resp: 5,84 Kgf/cm

Solução:

QUESTÃO 27

Deseja-se construir um sistema de recalque a utilizando um reservatório para a sucção situado a 8, m acima do nível de referência (bomba) e com uma tubulação de 24 m de distância da bomba até este reservatório. Este sistema deve bombear agua a uma vazão de 0,02 m³/s e a uma altura de 17 m, a partir do nível da bomba, com 54 m de comprimento da tubulação de recalque. Além disso, sabe- se que este sistema não poderá funcionar entre as 18 h e 21 h e que a perda de carga localizada corresponde a 5% da perda de carga distribuída. Adote o coeficiente de rugosidade de 145 e a eficiência da bomba de 58,9%. Determine o diâmetro da sucção, diâmetro de recalque, perda de carga distribuída na sucção, perda de carga localizada na sucção, perda de carga distribuída no recalque, perda de carga localizada no recalque, altura manométrica total e a potência da bomba em CV. Obs: Dsuc = Drec+0,02m

Solução:

QUESTÃO 28

Determine o menor diâmetro da tubulação do segmento sucção para um sistema elevatório que estar situado a uma altitude de 4200 m em relação ao nível do mar. Sabe-se que o conjunto moto-bomba se situa a 3,7 m acima do reservatório. O comprimento virtual do segmento é 39,5 m e o comprimento correspondente aos acessórios equivale a 23,5 m. A taxa de escoamento é de 45000 L/h.

Solução:

OUTRA SOLUÇÃO:

QUESTÃO 29

Determine o menor diâmetro da tubulação do segmento sucção para um sistema elevatório que estar situado a uma altitude de 3700 m em relação ao nível do mar. Sabe-se que o conjunto moto-bomba se situa a 4,10 m acima do reservatório e que a tubulação é de PVC (145). O comprimento virtual do segmento é 39,5 m e o comprimento correspondente aos acessórios equivale a 23,5 m. A taxa de escoamento é de 45 000 L/h.

Solução:

OUTRA SOLUÇÃO:

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