Engenharia do Ambiente

Engenharia do Ambiente
Mecânica dos Fluidos Ambiental (1º semestre, 3º ano)
1º Teste, 04 de Novembro de 2014)
(Duration 1h30. Please answer on the test sheets and justify answers)
Problema I (6 valores)
Uma placa fina móvel à velocidade V e com área horizontal A
separa dois fluidos de viscosidades elevadas, 1 e 2 como
representado na figura ao lado. As distâncias da placa central
móvel às placas fixas são h1 e h2.
A
B
a) admitindo que os perfis de velocidade em cada um dos
fluidos são lineares, calcular a força F necessária para
mover a placa à velocidade V (2 val)
b) Tem que haver alguma relação entre as
viscosidades 1 e 2? (2 val)
c) Admitimos que os perfis de velocidade são lineares.
Porque é que qualquer que seja a sua forma à entrada
eles têm necessariamente que evoluir para perfis
lineares (na ausência de forças de pressão)? (2 val)
Problema II (8 valores)
Água escoa-se em regime estacionário através da
curva redutora de diâmetro representada na figura.
Se P1= 350kPa, V1=2.2 m/s, D1=24 cm e D2=8cm,
calcule:
a) A velocidade V2 (2 pts)
b) A pressão P2 admitindo que a conduta está num
plano horizontal (3 pts)
c) A força exercida na curva (3 pts)
Problema III (6 valores)
Admitindo que a largura perpendicular ao papel é 1 m.
a) Calcule a força hidrostática na comporta (2pts)
b) Calcule a profundidade do ponto de aplicação (2pts)
c) Calcule o diâmetro mínimo da esfera de betão
(densidade 2.4) necessário para manter a comporta
fechada. (2 pts)