FENOIMENOS DE TRANSPORTE

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Sobre os condutores e revestimentos de fios magnéticos:
a) A força (F) necessária para puxar o fio equivale a: F = (0,025 kg/(m*s)) * [π * (0,002 m)²] * (50 m/s);
b) A pressão absoluta e manométrica do verniz equivale a: P - 101,3 kPa.
Calculando os valores de força e pressão
a) A força necessária para puxar o fio por meio da matriz pode ser calculada utilizando a fórmula da força de arrasto (força viscosa):
· F = μ * A * v
Para calcular a área de contato (A), considera-se que o fio passe centrado na matriz circular. Por isso a área de contato equivale à área da seção transversal do fio:
· A = π * r²
Assim:
· Diâmetro do fio = 2 mm = 0,002 m
· Raio do fio (r) = 0,002 m
· μ = 25 cP = 0,025 kg/(ms) (convertendo cP para kg/(ms))
· v = 50 m/s
E calculando a área de contato e força:
· A = π * (0,002 m)²
· F = (0,025 kg/(m*s)) * [π * (0,002 m)²] * (50 m/s)
b) A pressão exercida pelo verniz na matriz circular é calculada usando a fórmula da pressão hidrostática:
· P = ρ * g * h
· ρ = 0,85 g/mL = 0,85 kg/L = 850 kg/m³ (convertendo g/mL para kg/m³)
· g = aceleração da gravidade = 9,8 m/s²
· h = 2 m
Calculando a pressão hidrostática (P):
· P = (850 kg/m³) * (9,8 m/s²) * (2 m)
· Pressão manométrica = P - 101,3 kPa
Complemento da questão:
Para revestir o fio, ele é puxado por meio de uma matriz circular com 5 mm de diâmetro e 100 mm de comprimento.
A distância entre o centro da matriz circular e o nível (superfície) do verniz no tanque é de 2 m.
O diâmetro do fio é de 2 mm e ele passa centrado na matriz.
O verniz preenche completamente o espaço entre o fio e as paredes da matriz.
O verniz possui viscosidade dinâmica de 25 cP e densidade de 0,85 g/mL.
O fio é puxado a uma velocidade de 50 m/s.
O tanque contendo o verniz está aberto para a atmosfera (1 atm).
Com essas informações, o seu gestor pediu que você fizesse uma análise do processo e respondesse às seguintes perguntas:
a) Qual é a força (N) necessária para puxar o fio por meio da matriz?
b) Qual é a pressão absoluta e manométrica (kPa) que o verniz exerce na matriz circular?