No duto retangular de altura a e largura b, representado na figura a seguir, ocorre um escoamento laminar.

Assinale a alternativa que corresponde ao diâmetro hidráulico.

Na análise de escoamentos turbulentos em tubos com relação ao comprimento de entrada, marque V para as afirmativas verdadeiras e F para as falsas.

( ) É muito mais longo no escoamento turbulento do que no laminar.

( ) Tem maior dependência do número de Reynolds que o escoamento laminar.

( ) Em escoamentos do âmbito industrial, os efeitos de entrada tornam-se insignificantes e o comprimento de entrada torna-se L ≈ 10D.

( ) No escoamento turbulento, devido à mistura intensa durante as flutuações aleatórias, geralmente supera-se os efeitos da difusão molecular, o que torna o comprimento de entrada menor.

A sequência está correta em

Uma camada de fluido viscoso, óleo SAE 10 W, na temperatura de 20ºC, encontra-se entre duas placas paralelas e infinitas. A placa superior move-se com velocidade constante de 0,5 m/s e a placa inferior é fixa. A distância entre as duas placas h é 0,5 mm, o que possibilita uma distribuição linear de velocidade do fluido. A viscosidade dinâmica do óleo na temperatura de 20ºC é de 1x10^–1 N s/m².

Calcule a tensão de cisalhamento τ na placa superior.

Na modelagem numérica de escoamentos de fluidos e transferência de calor são utilizadas várias metodologias. As mais utilizadas são o método das diferenças finitas com sua variante, o método dos volumes finitos e o método dos elementos finitos. Em relação a estes métodos, marque V para as afirmativas verdadeiras e F para as falsa.

( ) No método das diferenças finitas o domínio contínuo de variação das variáveis dependentes do problema é substituído por um conjunto discreto de pontos nodais que constituem a malha de discretização.

( ) O método dos elementos finitos faz uso de função admissível que satisfaça as condições de contorno para todo o domínio.

( ) No método dos elementos finitos, a solução de equações dá os valores dos parâmetros nos elementos que podem ser deslocamentos, forças internas, ou ambos, dependendo da formulação do método dos elementos finitos que se utiliza.

( ) No método dos volumes finitos, o conjunto de equações físicas de conservação é aproximado por um sistema equivalente de equações algébricas, sendo a solução através de computador por métodos interativos.

( ) O método dos elementos finitos prevê a divisão do domínio de integração, contínuo, em um número finito de pequenas regiões denominadas elementos finitos, tornando o meio contínuo em discreto.

A sequência está correta em

Na análise de dinâmica dos fluidos computacional (CFD), a área de estudos dedicada à solução das equações diferenciais que regem o escoamento de fluidos tem por objetivo

Em relação ao fator de atrito em escoamento completamente desenvolvido em tubos, analise as afirmativas.

I. Para escoamento laminar, o coeficiente de atrito é função apenas da viscosidade do fluido.

II. Para escoamento turbulento, o coeficiente de atrito é independente da rugosidade.

III. No escoamento turbulento, o coeficiente de atrito é maior do que o escoamento laminar devido ao aumento da mistura causada pelos turbilhões turbulentos.

IV. No escoamento turbulento, a mistura turbulenta conduz a um esforço muito maior de cisalhamento na parede que se traduz em maior coeficiente de atrito.

Estão corretas apenas as afirmativas

Em escoamentos, as forças são basicamente de dois tipos: as superficiais e as de corpo (ou de volume). As forças superficiais podem ser de dois tipos: tangenciais e normais. Aplicando a segunda lei de Newton na análise de escoamento e considerando que um elemento de fluido diferencial se comporta como um corpo rígido, o somatório das forças atuando sobre o volume do elemento é:

\( \sum F = F_{\text{pressão}} + F_{\text{gravidade}} + F_{\text{viscosas}} \)

Com base no exposto, marque V para as afirmativas verdadeiras e F para as falsas.

( ) Forças de corpo são forças desenvolvidas sem contato físico e distribuídas por todo o volume do fluido.

( ) Forças de corpo, como a gravidade, atuam sobre o elemento de fluido, agem em todo corpo do elemento e são proporcionais ao volume do corpo.

( ) Força de superfície atua nas fronteiras de um meio através do contato direto.

( ) Gradiente de pressão é uma força de superfície que atua sobre os lados do elemento.

A sequência está correta em

Considere um escoamento de fluido newtoniano completamente desenvolvido, em regime permanente, entre duas placas paralelas infinitas separadas por uma distância h. O escoamento ocorre devido a um gradiente de pressão constante na direção de x. Os efeitos da gravidade são negligenciados. Os componentes de velocidade em relação aos seus respectivos eixos x, y e z são u, v e w.

Hipóteses:

I. Regime permanente.

II. Escoamento completamente desenvolvido.

III. As placas são infinitas na direção de x e z.

IV. O fluido é incompressível e newtoniano com propriedades constantes, e o escoamento é laminar.

V. Gradiente de pressão constante na direção x.

Em relação às hipóteses I, II e III, analise as afirmativas, e marque V para as verdadeiras e F para as falsas.

( ) A consideração de regime permanente (I) elimina as variações com o tempo em qualquer propriedade do fluido.

( ) Em relação à consideração de que o escoamento é completamente desenvolvido (II), é correto afirmar que não existe variações nas propriedades na direção x.

( ) Em relação à consideração de que o escoamento é completamente desenvolvido (II), é correto afirmar que \( \dfrac{∂ u}{∂ x} = 0 \), \( \dfrac{∂ u}{∂ y} = 0, \dfrac{∂ u}{∂ z} = 0. \)

( ) A consideração de placas infinitas na direção x e z (III) estabelece que \( \dfrac{∂ w}{∂ x} ≠ 0, \)

A sequência está correta em

O número de Reynolds é um parâmetro adimensional utilizado para determinar se o escoamento é laminar, turbulento ou de transição. Assinale a alternativa correta que apresenta as forças relacionadas pelo número de Reynolds.

Um dispositivo é projetado a fim de manter presa uma mangueira de forma que a saída da água seja somente na direção horizontal. O bocal na saída da mangueira tem diâmetro 50 mm que disponibiliza uma área de passagem para água de 20 cm². A vazão na saída do bocal é de 3 m³/min.

Com base no exposto, a força de resistência horizontal junto ao bocal, a fim de dimensionar a estrutura e os parafusos na base, é