I. O documento discute fenômenos de transporte em mecânica dos fluidos, incluindo classificações de escoamento e leis de conservação. II. Cinco questões são apresentadas sobre máxima vazão mássica teórica, mecânica dos fluidos, classificações de escoamento, leis de conservação e equação de energia. III. As questões contêm afirmativas sobre os tópicos discutidos no documento e devem ser analisadas para identificar quais são corretas.

1. ATIVIDADE 2 - FENÔMENOS DE TRANSPORTE - 52/2023
QUESTÃO 1

“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 S S E S S O R I A A C A D Ê M I C A
A C A D Ê M I C A
(43) 99668 - 6495
(43) 98816 - 5388

2. 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 K0,5
.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:
QUESTÃO 2

“A mecânica dos fluidos é uma ciência fundamental estudada em diversas vertentes
da engenharia. Em termos de aplicações práticas, a mecânica dos fluidos se
enquadra em várias situações, como nos escoamentos em tubulações, pressões em
barragens, deslocamento de fluidos e, até mesmo, aerodinâmica.”
Fonte: YOSHI, H.; ORGEDA, R. Fenômenos de Transporte. Maringá: UniCesumar,
2020. p. 62.
Sobre a mecânica dos fluidos, analise as afirmativas a seguir:

3. I. Os fluidos raramente interagem com os sólidos.
II. As forças viscosas se originam do atrito entre as camadas de um fluido e são
negligenciadas nas camadas do fluido próximas de um sólido.
III. A definição de fluidos se dá pela diferença no comportamento com o ambiente e
nas deformações sofridas mediante esforço externo.
IV. Os sólidos têm forma bem definida, enquanto os fluidos sofrem deformações
devido à aplicação de tensões de cisalhamento.
V. O efeito das forças viscosas é maior em um escoamento turbulento do quem em
um escoamento laminar.
É correto o que se afirma em:
QUESTÃO 3

“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.

4. 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:
QUESTÃO 4

“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.

5. 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:
QUESTÃO 5

“A equação de energia para o escoamento de um fluido é, essencialmente, um
balanço de energia entre dois pontos de um escoamento que pode fazer uso de
diversas hipóteses simplificadoras para facilitar a interpretação dos problemas. No
entanto, ao simplificar as equações, a aplicação da equação fica cada vez mais
restrita e os resultados ficam cada vez mais distantes da realidade. Por outro lado, a
equação da energia apresenta grande significado conceitual sobre o escoamento de
um fluido.”
Fonte: YOSHI, H.; ORGEDA, R. Fenômenos de Transporte. Maringá: UniCesumar,
2020. p. 175.
A equação da energia pode ser aplicada em vários processos, como em uma
hidrelétrica. Considere que em uma hidrelétrica uma turbina é utilizada para retirar 60
kW de energia da água em escoamento. A turbina é alimentada a uma vazão de 0,6
m3
/s de água (ρ = 1 g mL-1
) por meio de um tubo com 1 m de diâmetro e, na
descarga, o diâmetro do tubo é reduzido para 0,5 m.

6. Sobre o processo em questão, analise as afirmativas a seguir:
I. Tomando a turbina como o volume de controle, a altura das linhas de correntes na
entrada e na saída podem ser consideradas como sendo iguais.
II. Analisando apenas a turbina, a pressão na entrada e na saída da turbina são
iguais.
III. A velocidade da água na entrada da turbina é de aproximadamente 0,75 m.s-1
; e
na saída é de aproximadamente 3,0 m.s-1
.
IV. A carga de pressão da turbina é 10 m.
V. A queda de pressão na turbina é de aproximadamente 105 kPa.
É correto o que se afirma em: