2 teste - 17 de Dezembro de 2012

Engenharia do Ambiente
2º Teste de Mecânica dos Fluidos (1º semestre, 3º ano)
(17 de Dezembro de 2012)
Duração 1h30. Justifique todas as respostas.
y
Problema I
x
A Figura representa uma distribuição de concentração de uma descarga pontual
sujeita a transporte advectivo e difusivo. Admita que se trata de um poluente
conservativo (sem fontes nem poços).
a) Diga qual o sentido dos fluxos advectivo e difusivo. (2.0 val)
b) Escreva a equação de evolução e diga qual a relação entre os termos advectivo
e difusivo. (2.0 val)
c) Ao longo do eixo dos xx qual o sinal do termo advectivo? (2.0 val)
a)
b)
c)
Problema II
Foram feitos dois ensaios para medir a força de arrastamento de uma bola. Num a
velocidade do escoamento era de U =10 m/s e foi medida uma força de 0.3 N e
noutro, com velocidade de 20 m/s foram medidos 1.9 N. Analise a validade dos
ensaios à luz dos seus conhecimentos sobre variação dos coeficientes de resistência
como nº de Reynolds. (3 val)
Problema III
A Figura ao lado representa o escoamento
em torno de uma bola lisa e rugosa com a
mesma velocidade de aproximação. No
caso da bola rugosa a camada limite
separa-se mais tarde.
a) No caso da bola rugosa indique os
pontos de pressão máxima e
mínima. (2 valores)
b) Num dos casos a separação ocorre
em regime laminar. Diga qual
deles. (2 val)
c) O coeficiente de resistência da
bola rugosa é menor. Explique
porquê. (2 val)
a)
b)
c)
Problema IV
B
H=10 m
A Figura representa uma instalação que liga dois depósitos de água. A diferença de
nível entre as superfícies dos fluidos é de 10 m, o diâmetro do tubo são 5 cm, a
rugosidade é 0.2 mm o comprimento do tubo são 50 metros.
a) Calcule a altura de elevação da bomba e a potência fornecida ao fluido quando
a velocidade na conduta é de 1 m/s (considere só perdas por atrito na conduta).
(3 val)
b) Qual a potência que pouparia se na parte final da conduta fosse colocado um
difusor que reduzisse a energia cinética da água para ¼. (2 val)
a)
b)