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Cesgranrio · Transpetro · Profissional de Nível Médio Júnior, ênfase Manutenção – Mecânica · 2023 · questão 27

Cesgranrio Transpetro 2023 Manutenção mecânica · Propriedades dos fluidos e hidrostática

Questão 27

Dois fluidos são admitidos em um reservatório: um é água, e outro é óleo. A água entra por um tubo com vazão de 30 L/s, enquanto o óleo entra por outro tubo com vazão de 15 L/s. Assuma que uma mistura homogênea seja formada no interior do reservatório e que essa mistura seja descarregada por um tubo de seção 20 cm\(^{2}\). Assuma, também, os fluidos e a mistura como incompressíveis.

Considerando-se as informações e os dados apresentados, qual é, aproximadamente, a massa específica, em kg/m\(^{3}\), da mistura no tubo de descarga?

  • Dado
  • massa específica da água = 1.000 kg/m\(^{3}\)
  • massa específica do óleo = 800 kg/m\(^{3}\)
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Resposta da banca: E

Resolução comentada

Situar o problema antes de calcular.

Assunto

Propriedades dos fluidos — massa específica de uma mistura de água e óleo por vazões.

Objetivo

Achar a massa específica da mistura que sai de um reservatório alimentado por 30 L/s de água e 15 L/s de óleo. O que está em jogo é ver que a massa específica da mistura é a massa total que entra por segundo dividida pelo volume total que entra por segundo, e que a área do tubo de descarga não entra nisso.

Conceitos para revisar

Massa específica

Massa por unidade de volume. Para uma mistura homogênea de fluidos incompressíveis, é a soma das massas dividida pela soma dos volumes, e como as vazões são por segundo, basta usar as vazões.

\[\rho_{mist} = \dfrac{\rho_1 Q_1 + \rho_2 Q_2}{Q_1 + Q_2}\]
\(\rho_{mist}\)massa específica da mistura
\(\rho_1, \rho_2\)massas específicas da água e do óleo
\(Q_1, Q_2\)vazões volumétricas de cada um

Vazão mássica e vazão volumétrica

Vazão volumétrica é volume por segundo; vazão mássica é massa por segundo. Uma vira a outra multiplicando pela massa específica.

\[Q_m = \rho \, Q\]
\(Q_m\)vazão mássica, em kg/s
\(Q\)vazão volumétrica, em m³/s ou L/s
\(\rho\)massa específica

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