P2_FFTM_2S_2015_Gabarito

March 27, 2018 | Author: Bruno Rosa | Category: Gases, Fluid Mechanics, Classical Mechanics, Continuum Mechanics, Quantity


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FFTM – Prova P2 - Prof. Dr. Cláudio S. Sartori - Curso: Mecânica – Processos - Data: 03/12/2015 Gabarito ?1. O motor a jato de um avião queima 1.0 kg/s de combustível quando a aeronave voa a 200 m/s de velocidade. Sabendo-se que a densidade do ar é ρar = 1.2 kg/m³ e a dos gases liberados é ρg = 0.50 kg/m³ (na seção de saída) e que as áreas das seções transversais da turbina são: AA = 0,30 m² (seção de entrada) e na seção de saída AG = 0,20 m². Determine a velocidade dos gases na seção de saída (G). 2. Água é descarregada do reservatório 1 para os reservatórios 2 e 3. Sabendo-se que Qv2 = (3/4).Qv3 e que Qv1 = 10.0 L/s, determine: (a) O tempo necessário para se encher completamente os reservatórios 2 e 3; (b) Os diâmetros das tubulações 2 e 3 sabendo-se que as velocidades de saída são v2 = 1,0 m/s e v3 = 1,5 m/s. Dado: ρ = 1,0.103 kg/m³ e D1 = D2. 1 Entrada de Combustível (C) Saída de Gases (G) Entrada de Ar (A) Qar  Qc  Qg Qmar  Qmc  Qmg Qmc  c  Qc  1 Aar  var  Ac  vc  Ag  vg 0.3  var  Ac  vc  0.2  vg 0.3  200  Ac  vc  0.2  vg 1.2  Aar  var  c  Ac  vc  0.5  Ag  vg 1.2  Aar  var  c  Ac  vc  0.5  0.2  vg 0.3 200 1 73  0.1  vg  vg  m vg  730 s 73 0.1 (a) Q1  Q2  Q3 3 7 40 L 10  Q3  1  Q3  Q3  10  Q3  4 4 7 s 3 7 40 L 10  Q3  1  Q3  Q3  10  Q3  4 4 7 s 3 40 30 L Q2   Q2  4 7 7 s V2 Q2  t2 V 30 10 70 Q2  2  103   t2  t2 7 t2 0.03 t2  2333.33s t2  38.8min 40 L 0.04 m3 Q3   Q3  7 s 7 s V3 Q3   t3 V 0.04 20 140 Q3  3    t3  t3 7 t3 0.04 t3  3500s t3  58.33min (b) 04 K   f  0. sabendo-se que: a vazão de água é de 40 L/s.39  cm d3  4  Q3   v3 0. Sartori .5m h f  0.  300   0.  300  K   Observando no diagrama de Moody-Rouse.75 104 NR  5303.04 1838.59  10 K A função f deve ser calculada no ponto:    f  f  N R  5304.86  0.10-4m  0.8 L v2 hf  f    2g 3000 1.9 4 K 2.s/m² e peso específico γ = 800 kgf/m³ .Data: 03/12/2015 Gabarito ? d 22 Q2  A2  v2  Q2    v2 4 4  Q2 d2    v2 0. Dr. Cláudio S.75  104 8000 s 4. 2 . Um óleo de viscosidade dinâmica  = 0.08     308.08 2  9.08 s L v2 hf  f    2g 3000 24.08  NR   3.Curso: Mecânica – Processos . a perda de carga entre os pontos A e 1 é 3 vezes a carga cinética do ponto 1 e a perda de carga entre os pontos 2 e C é 20 vezes a carga cinética do ponto 2.08 2  10 hf  77.5922  0.04 7 d3    1. Determinar a potência no eixo da bomba (ηB = 75%) e as pressões relativas nos pontos 1 e 2 . L v2 hf  f    2g Q  A v  v  v Q 4Q v 2    2 4 4  125  103 m  v  24.3869 10 m d2  7. com diâmetro φ = 80 mm. no sistema abaixo.03 kgf.81 hf  46351.5 d3  0.04  Número de Reynolds: v v  NR     g       NR   0.965cm 3.5m h f  0.06965m NR  v 24. vemos que:    f  N R  5304. escoa em regime permanente e com vazão Q = 125 L/s através de uma tubulação de 3 km de comprimento de tubo de Ferro Fundido.5 Ferro Fundido: K = 3.862  0.Prof.FFTM – Prova P2 . Calcular a perda de carga distribuída.04  Ou Como NRe é<2000: f  f  64 N Re 64  f  0.03 4 7  1 d2  2 d2  7.04 4 d3  6.75.86 2   0.3  10 m2    3. 2562  14  6  0. Determinar a velocidade média de um fluido muito viscoso que entra no canal aberto retangular de 8 ft e.5659 v1  m s 4Q 4  0.304 v12 2g HBomba  70. Cláudio S.FFTM – Prova P2 .97528  104 0.26352 4.56592 7.95728  HBomba  0.375cv 5. Dr.32 4 v2  0.3202 10 patm A 0m  = 150 mm p2  7.97528 104 Pa H 2  H B  H p2.25  y  0.2635 p 2.26352  0  14  6  3  2g  2 10 10 2 10 p 0  0.25  y 2  ft s em que y é dado em pés (ft).1  3  0.Curso: Mecânica – Processos .7685 10   Q  H Bomba B 104  0.6304 105 Pa H1  HBomba  H2 -6.1  3  Ec1 H PA. eventualmente.04 m  v1   v1  2.1 v1  2. 3 .0m B 1 2 PBe   = 300 mm v12 p1 v2 p   y1  H Bomba  2  2  y2 2g  2g    Q  H Bomba B 2.8  1.15 s m s H A  H1  H pA .04  70.B  20  v22 2g PBe  Q  A1  v1  A2  v2 Q 4Q 4  0.75 PBe  3.7761  104 cv 735 PBe  51.Data: 03/12/2015 Gabarito ? p atm 70m C p1  4.B v22 p2 v2 p v2   y2  B  B  yB  20  2 2g  2g  2g 0.5617  4.016012  76.2635 2 A 2 1 2 1 v p v p v  A  yA   1  y1  3  2g  2g  2g 2 0 0 2.016  24  6  70  0.7761  104W PBe  3.B  20  Ec2 H P2.Prof.6304  105   6  H   6 Bomba 20 104 20 104 H PA.56592 p2 02 0 0.801 0.04 v2   v2   v2  2 2   2   2   0.2635 2 2   1   0. constitui o perfil de velocidade que é aproximado por: v  y   0.56592  4  6    70  20  20 10 20  20 p 0.801m PBe  H P2. Sartori . 25  y 2  ft s Como a largura é 8 ft: dA  8  dy A   dA  8  6  48 ft 2 A v 4  vdA A  dA A 6  0.Curso: Mecânica – Processos .8  1. Dr.25  y   8dy  2 v 0 48 6 6.8  1.8  1.25  y  0.08333  y3  y 0 48  6.4 s .625  y 2  0.25  y 2    8dy  48 0 v y 6 6. Sartori .Prof.Data: 03/12/2015 Gabarito ? Velocidade média: v  vdA  dA  2  r  dr  dA v  y   0.5 48 ft v  5.4 v 40. Cláudio S.25  y  0.FFTM – Prova P2 .25  y  0.4 0.4 v 0.  H 2 O  1000 3 s m Carga cinética:  (PotB é a potência nominal ou no eixo da bomba) Se HM < 0  turbina  v  NR   v  NR   L v2 hf  f    2g  H O  0. H1  HM  H2  H p12 h h2 (2) H2( p2.h1) h1 A função f deve ser calculada no ponto: (1) Se HM > 0  Bomba: Pot    Q  HB B   f  f  NR .h2) 5 M H1( p1. Sartori . g = 10 m/s²  Potência da bomba ou Eixo da Bomba  v 2 2 2 v p v  2  z2   H1  H 2 2g  2g  dv dy  Viscosidade cinemática:    .Prof.7  106 Motor Pot    Q  H B  B  1kgf = 10 N. v2 . Cláudio S.  K  B 2 L v hf  f    2g Q Perdas disponível no eixo da bomba V  A  v  Qm    Q t   2 A 4  g Número de Reynolds: 2  p1    g  h1  p1   z1  2 1  v 2 Potência cedida T P:Potência da turbina ou disponível perdas no eixo da turbina eixo gerador  Potência da Turbina e rendimento: Pot  T    Q  HB  Viscosidade dinâmica: v2 2g  p2    g  h2  2 2 Pot PotB pelo fluido à turbina   Equação de Bernoulli: 2 1 Potência da Bomba (Pot) e rendimento: PotT    Q  HT m2 kg .Data: 03/12/2015 Gabarito ?  Dados:  Equação de Bernoulli: perda de carga.FFTM – Prova P2 . Dr.Curso: Mecânica – Processos . v1 . FFTM – Prova P2 . Cláudio S. Sartori .Curso: Mecânica – Processos . Dr.Prof.Data: 03/12/2015 Gabarito ?  Diagrama de Moody-Rouse 6 .
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