teoria

Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais – Campus Poços de Caldas
Engenharia Civil / Fenômenos de Transporte

6ª Lista de Exercícios

1) Sabendo que a perda de carga no trecho (1)-(2) é 3 m, determinar as componentes horizontal e vertical da força aplicada pelo fluido nesse trecho de tubulação. Dados: γ = 10000 N/m3; Q = 6 L/s.
Resp.: Fsx=28 N; Fsz=126 N.

2) O tubo (2)-(3) da figura está ligado ao tanque por meio de uma junta elástica de borracha que impede a transferência de esforços entre o tanque e o tubo. Calcular a altura h do nível de água do tanque para que a força horizontal sobre o suporte S seja nula. Dados: g = 10 m/s2; ρ = 1000 kg/m3; Hp1-3 = 0; A3 = 20 cm2; θ = 60o; P2=50 kPa; A2 = 80 cm2.
Resp.: h = 7,5m.

3) Na instalação esquematizada na figura, (T) é uma turbina e o fluido que escoa é água de massa específica ρ = 1000 kg/m3. A vazão que escoa é 314 L/s e as pressões em (1) e (2) são, respectivamente, P1 = 18 N/cm2 e P2 = -2 N/cm2. Desprezam-se as perdas. Determinar:
a) A potência consumida pela turbina;
b) O esforço segundo x que atua na base da turbina.
Adotar g = 10 m/s2 e A1=0,0314 m2 (D1 = 0,2 m).
Resp.: N = 80,7 kW; Fsx=8792 N

4) Calcular a força horizontal aplicada sobre o suporte do bocal da figura. Sabendo que a água incide na placa, plana e vertical, e se distribui igualmente em todas as direções, calcular a força que deve ser aplicada na placa para mantê-la em repouso.
Dados: P1 = 150 kPa; v1 = 5 m/s; D1= 10 cm; D2 = 5 cm; ρ = 1000 kg/m3.
Resp.: Fsx = 589 N; Fsx placa = 785 N.

5) No tanque da figura, determinar a força Fsx que deve ser aplicada para que ele permaneça parado. Qual é o diâmetro do bocal que deverá ser instalado na parede oposta ao bocal mostrado na figura, para que a força provocada por esse novo jato venha a substituir o efeito da força Fsx? Esse novo bocal será instalado a 1m de profundidade e admite-se que a sua perda de carga seja igual à do bocal da figura.