ATIVIDADE 2 - FENÔMENOS DE TRANSPORTE - 52_2024

O Teorema de Stevin e o princípio de Arquimedes são fundamentos de grande importância para a estática dos fluidos. De acordo com o Teorema de Stevin, a diferença de pressão entre dois pontos de um fluido em repouso é igual ao produto do peso específico do fluido pela diferença de cotas dos dois pontos. Já o Princípio de Arquimedes diz que quando um corpo está total ou parcialmente imerso em um fluido, uma força vertical age nele de baixo para cima, equivalente ao peso do volume de fluido deslocado.
 

Fonte: Yoshi, H.; Orgeda, R. Fenômenos de Transporte. Maringá-PR: Unicesumar, 2020.
 

Com relação aos fundamentos da estática dos fluidos, avalie as alternativas a seguir:
 

I. Empuxo é a força exercida pela gravidade em um corpo em repouso.

II. Se um determinado objeto for colocado em dois tanques contendo fluidos diferentes (água e óleo) e a altura de fluido acima do objeto for a mesma, a carga de pressão sobre o objeto é a mesma.

III. Empuxo é a força exercida por um sólido sobre um líquido.

IV. Se um determinado objeto for colocado em um tanque contendo um determinado fluido, quanto mais o objeto afundar, maior será a carga de pressão sobre o objeto.

V. O empuxo é dependente da aceleração da gravidade e da densidade do sólido.

VI. Se dois objetos idênticos forem colocados, separadamente, em dois tanques idênticos contendo o mesmo volume fluidos diferentes (A e B), o fluido de menor densidade será o fluido em que o objeto alcançar uma maior profundidade.

É correto o que se afirma em:

“As leis de conservação definem que uma propriedade de um sistema isolado não varia ao longo do tempo. Em outras palavras, a propriedade não se cria, nem é destruída. Dessa forma, para cada relação de conservação, há uma equação de balanço que é obedecida pelo sistema.”

Fonte: YOSHI, H.; ORGEDA, R. Fenômenos de Transporte. Maringá: UniCesumar, 2020. p. 15.

Considere uma rede de tubulação de 2½ in de diâmetro, a água (ρ = 1 g mL^-1) escoa com uma vazão igual a 0,25 L.s^-1. No entanto, para satisfazer as condições de escoamento, um redutor de diâmetro da saída igual a 1½ in é acoplado à tubulação.

Sobre o processo em questão e as leis de conservação, analise as afirmativas a seguir:

I. Considerando uma seção da tubulação de diâmetro constante, nessa seção a pressão do sistema diminui devido às perdas de carga do escoamento.
II. A velocidade média da saída é 2,2 m s^-1, que é igual à velocidade média da entrada.
III. Com a diminuição do diâmetro do tubo, a vazão de escoamento da água diminui.
IV. Considerando a seção de redução do diâmetro da rede de tubulação, uma vez que o atrito da tubulação já foi contabilizado, a presença do redutor não pode ser contabilizada como uma perda de carga do escoamento.
V. Mesmo com o uso de um redutor, a velocidade de escoamento não se altera.

Dados: 1in = 25,4 mm.

É correto o que se afirma em:

“Na descrição de fenômenos físicos, encontramos diversos tipos de grandezas diferentes, por exemplo: força, aceleração, velocidade, energia, tempo e espaço. Como você bem sabe, cada uma destas grandezas é dada por dimensões e unidades diferentes. Contudo, ao analisá-las, podemos identificar que elas não são todas independentes entre si, uma vez que estão relacionadas por leis físicas e definições.”

Fonte: YOSHI, H.; ORGEDA, R. Fenômenos de Transporte. Maringá: UniCesumar, 2020. p. 78.

Diante do exposto, tem-se que a máxima vazão mássica teórica de um escoamento através de um bocal supersônico pode ser escrita da seguinte forma:

Em que:

m é a máxima vazão mássica teórica, dada em kg.s^-1;

A é a área da garganta do bocal, dada em m²;

p é a pressão de estagnação, dada em Pa;

T é a temperatura de estagnação, dada em K.

Com base em uma análise dimensional da equação dada, analise as afirmativas a seguir:

I. A constante 2,5 é uma constante adimensional.
II. A equação dada não está dimensionalmente correta, uma vez que a unidade Pascal (Pa) não está no sistema internacional.
III. A constante 2,5 possui como unidades K^0,5.s.m^-1.
IV. A equação utilizada continua válida mesmo se forem utilizados os dados no sistema inglês, sendo o valor da constante igual a 2,5.

É correto o que se afirma em:

“Os problemas de mecânica dos fluidos envolvem fluidos em repouso e fluidos em movimento. O movimento dos fluidos é frequentemente chamado de escoamento. De forma a entender o sistema em estudo, o escoamento pode sofrer diversas classificações quanto as suas caraterísticas.”

Fonte: YOSHI, H.; ORGEDA, R. Fenômenos de Transporte. Maringá: UniCesumar, 2020. p. 138.

Sobre as classificações do escoamento, analise as afirmativas a seguir:

I. O aumento da vazão de escoamento propicia o desenvolvimento de uma turbulência no escoamento devido às flutuações sofridas pela velocidade.
II. Em um escoamento uniforme, a tensão de cisalhamento e o gradiente de velocidade são nulos. No entanto, um fluido só terá escoamento uniforme se os seus efeitos viscosos forem desprezíveis.
III. As linhas de corrente são obtidas por representações gráficas de um determinado instante do escoamento, diferentemente das linhas de trajetória, que necessitam de uma análise ao longo de um determinado período.
IV. Se por um lado o escoamento sobre uma placa de largura infinita pode ser considerado unidimensional, por outro, o escoamento em um cilindro é um escoamento interno bidimensional.
V. Independente se um escoamento é laminar ou turbulento, o perfil de velocidade desenvolvido no escoamento será sempre o mesmo.

É correto o que se afirma em: